34.三相小型电源变压器的设计

（1）SD型铁芯三相变压器的技术数据

三相E形变压器通常采用SD型铁芯，其技术数据见表3-26。

（2）实例

试设计一台三相电源变压器。已知：一次线电压380V，频率50Hz，二次线电压170V，二次线电流3A，连接组为Dy11，采用E级绝缘。

解　1）变压器功率的确定

由于变压器为Dy11连接，所以二次相电压和二次相电流分别为

2）铁芯的选择

根据P2查表3-26，确定选用SD32×50×100铁芯。这种规格铁芯虽余量较大，但若选用SD32×50×80仅为839W，又太小，显然不行。

3）每相一、二次绕组匝数计算

由表3-26查得一次每伏匝数为W'0=1.75匝/V，二次每伏匝数为W0=1.83匝/V。

一次每相匝数为

W1=U1W'0=380×1.75=665（匝）　　

二次每相匝数为：

W2=U2W0=98.1×1.83=179.5（匝）（取180匝）　　

4）空载电流计算

由表3-26查得铁芯总损耗Pc=24.1W，总磁化伏安VAφ=203V·A，因此每相铁耗电流Ic、磁化电流Iφ、空载电流I0和三相总空载电流I0z为

I0z=3I0=3×0.179=0.538（A）　　

5）一次电流计算

由二次绕组折算到一次的电流为

一次电流有功分量为

一次电流为

6）每相一、二次导线截面积及线径的选择

查表3-26得电流密度j=2.45A/mm2，故一次导线截面积q1=I1/j=0.852/2.45=0.348（mm2），二次导线截面积q2=I2/j=3/2.45=1.224（mm2），由电工手册有关漆包线的规格表中查得导线直径和带绝缘层的直径为

一次：d1=0.69mm　d1m=0.77mm

二次：d2=1.30mm　d2m=1.41mm

7）绕组结构及参数计算

①确定端空距离。一次留边距离z'=2mm，二次留边距离z″=3.5mm，端封每端厚度为δ1=0.5mm，则一、二次端空距离为

一次端空距离：d'=δ1+z'=0.5+2=2.5（mm）

二次端空距离：d″=δ1+z″=0.5+3.5=4（mm）

②计算各绕组每层匝数和各绕组需绕层数。由表3-26查得筒底高度h=98mm，取排绕系数K'=1.05，则各绕组每层匝数和绕制层数为

一次绕组宽度：L'0=h-2d'=98-2×2.5=93（mm）

二次绕组宽度：L″0=h-2d″=98-2×4=90（mm）

一次每层匝数为

二次每层匝数为

一次需绕层数：

二次需绕层数：

③确定绕组内层、层间、绕组间及外包绝缘。

内层绝缘选用2×0.05mm电话纸；绕组层间绝缘中二次绕组选用1×0.12mm电缆纸、一次绕组选择1×0.03mm电容器纸；绕组间绝缘选用3×0.12mm电缆纸；外包绝缘选用2×0.12mm电缆纸。

④绕组厚度计算。

一次绕组：

式中，z'1为一次绕组绝缘厚；z'2为外包绝缘厚。

二次绕组：

式中，z″1为二次绕组绝缘厚；z″2为外包绝缘厚。

⑤绕组总厚度计算：

式中，B0为框架厚；δ2为内层绝缘和外包绝缘厚。

小于窗口宽度C的1/2，即40/2=20（mm）。

⑥各绕组导线长度计算。一次绕组平均匝长l'p=19.5cm；二次绕组平均匝长l″p=21.5cm。平均匝长是根据铁芯尺寸，绝缘及一、二次绕组厚度计算出来的。

一次导线长度：

二次导线长度：

⑦各绕组铜重计算。

一次绕组：

二次绕组：

式中，1.05系数为漆包线绝缘的质量， 三相铜总质量：

GCu=3×（1.21+0.37）=4.74（kg）　　

⑧各绕组电阻和铜耗的计算。

a.在20℃时的电阻。

一次绕组：

二次绕组：

式中，r1、r2为一、二次导线20℃的绝缘电阻。

估计该变压器绕组工作温度不会超过60℃，设热态温度为60℃，查表3-27得KT=1.15。

b.热态电阻。

一次绕组：

二次绕组：

c.变压器热态铜耗（三相）。

8）电压比核算

电压调整率为

小于标准值4.31（见表3-26），可用。