变压器 220V变12V 30A左右电流 ,该怎么绕呢?方法告诉我最好和公式

2024-12-27 00:41:39
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回答1:

以下是小型单相变压器的设计
1、根据用电的实际需要求出变压器的输出总视在功率PS,诺二次侧为多绕组时,则输出总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率的总和:
PS=U2 I2+U3I3+……+UnIn
式中U2 U3……Un——二次侧各绕组电压有效值(V);
I2 I3……In——二次侧各绕组电压有效值(V);
2、输入视在功率PS1及输入电流I1的计算,变压器负载时,由于绕组电阻发热损耗和铁芯损耗,输入功率中有一部分被损耗掉,因此变压器输入功率与输出功率之间的关系是:
PS1=PS/η(W)
式中η——变压器的效率。η总是小于1,对于功率1KW以下的变压器:η=0.8~0.9。
知道变压器输入视在功率PS1后,就可以求出输入电流I1
I1=PS1/U1×(1.1~1.2)(A)
式中U1—— 一次侧的电压有效值(V),一般就是外加电源电压;
1.1~1.2——考虑到变压器空载励磁电流大小的经验系数。
3、确定铁芯截面积S,小型单相变压器常用的E型铁芯尺寸。
它的中柱截面积S的大小与变压器总输出视在功率有关,即:
S=K0√PS(cm ²)
式中PS——变压器总输出功率(W)
K0——经验系数,其大小与PS的关系可参考(表1)来选用。
(表1 系数K0参考值)
PS(W) 0~10 10~50 50~500 500~1000 1000以上
K0 2 2~1.75 1.5~1.4 1.4~1.2 1
根据计算所得的S值,还要实际情况来确定铁芯尺寸a与b的大小,由图所得:
S=a×b(cm ²)
式中a——铁芯中柱宽(cm )
b——铁芯净叠厚(cm )
又由于铁芯是用涂绝缘漆的硅钢片叠成,考虑到漆膜与钢片间隙的厚度,因此实际的铁芯厚度b′应将b除以0.9使其为更大些,即b′≈1.1bcm。
目前通用的小型硅钢片规格见(表2),注:铁芯片厚0.35mm。
4、计算每个绕组的匝数,绕组感应电动势有效值
E=4.44f W BmS×10ˉ4(V)
设W0表示变压器感应1V电动势所需绕的匝数,即:
W0=W/E=10^4/4.44fBmS(匝/V)
式中Bm——磁感应强度,单位为T。
不同的硅钢片,所允许的Bm值也不同:
冷扎硅钢片D310取1.2~1.4T;
热扎硅钢片D41、D42取1~1.2T;
D43取1.1~1.2T;
对于XED、XCD、BOD晶粒取向冷扎硅钢带,Bm值可取1.6~1.8T;
一般电机用热扎硅钢片D21~D22取0.5~0.7T。
如果不知道硅钢片的牌号,按经验可以将硅钢片扭一扭,如硅钢片薄而脆的则磁性能较好(俗称高硅),Bm可取大些;若硅钢片厚而软的,则磁性能较差(俗称低硅),Bm可取小些。一般Bm可取在0.7~1T之间。
一般说来,Bm值取低限,将使匝数增加,用铜量增加,费用增加,但也带来空载损耗小,铁芯损耗小、绕组发热小、绝缘不易老化等好处。另外,如果在取铁芯截面时,取得稍大些时,用铁量增加,则会使绕组匝数减小,用铜量减小,即用铁量与用铜量成反比关系。
由于一般工频f=50Hz,于是上式可以改为:
W0=45/BmS(匝/V)
根据计算所得W0值乘以每个绕组的电压,就可以算得每个绕组的匝数W,即:
W1=U1W0;W2=U2W0;W3=U3W0;……
其中二次侧的绕组都应增加5%的匝数以便补偿负载时的电压降。
5、计算绕组的导线直径d,先选取电流密度j,求出各导线的截面积:
St=I/j(mm²)
上式中电流密度一般选用j=2~3A/mm²,变压器短时工作时可以取j=4~5A/mm²。如果取j=2.5A/mm²时,则:
d=0.715√I(mm)
6、核算,可分以下几种情况
(a)对应于铁芯配套的塑形模压骨架(通常由酚醛或尼龙等材料模压而成),其外形见(图3)。王字形骨架便于高低压绕组可以分开来绕制。
根据选定的窗高h计算绕组每层可绕的匝数nj。
nj=h-(2~4mm)/d′
式中d′——包括绝缘厚的导线外径(mm)。
(b)对于自制的无边框框架
nj=0.9 [h-(2~4mm)]/d′
式中h——铁芯窗口高度;
0.9——考虑到绕组框架两端各空出5%地位不绕线;
2~4mm——考虑到匝间绕得不够紧密的尺寸裕量。
于是每组绕组需绕的层数mj为:
mj=W/nj(层)
根据已知绕组的匝数、线径、绝缘厚度等条件,来核算变压器绕组所占铁芯窗口的面积,它应小于框架实际窗口,或铁芯实际窗口(图4面积c•h),否则绕组有放不下的可能。
下图表示变压器一次侧绕组的绕制请况。变压器铁心中柱外面套上由青壳纸或弹性纸做成的框架,包上二层0.1mm的聚酯薄膜,厚度为BO。在框架外面每绕一层绕组后,包上层间绝缘,其厚度为δ。对于较细的导线,如0.2mm以下的导线一般采用一层厚度为0.05mm左右的聚酯薄膜;对于较粗的导线如0.2mm以上的导线,则采用厚度为0.05~0.08mm的聚酯薄膜。对再粗的导线可用厚度为0.10mm的聚酯薄膜。当整个一次侧绕组绕完后,还需要在它的最外面裹上厚度为r的绕组之间的绝缘。当电压不超过500V时,可用厚度为0.10mm的聚酯薄膜2~3层。因此一次侧绕组厚度B1为:
B1=m1(d′+δ)+r(mm)
式中d′——绝缘导线的外径(mm);
δ——绕组层间绝缘的厚度(mm);
r——绕组间绝缘的厚度(mm)。
同样可求出套在一次侧绕组外面的各个二次侧绕组厚度B1 、B1、 B1……,所有绕组的总厚度B为:
B=(B0+ B1+ B2+ B3+……)×(1.1~1.2)(mm)
式中B0——绕组框架的厚度(mm);
1.1~1.2——尺寸裕量。
如果计算得到的绕组厚度B小于铁芯窗口宽度C的话,这个设计是可行的。在设计时,经常遇到B>C的情况。这时有两种办法,一是加大铁芯叠厚,使绕组匝数减小。一般叠厚b=(1~2)a比较合适,但不能任意加厚。另一种办法就是重选硅钢片的尺寸,按原法计算和核算直到合适为止。

回答2:

1、先计算变压器功率,P=12*30/η=400瓦。
2、变压器铁芯选取,S=K√P=24平方厘米,K取1.2-1.6,好些的铁芯取值小。
3、计算绕制数据,每伏匝数N=4.5×100000/BS=1.875,初级220*1.875=413匝。次级12*1.875*1.05=24匝。
4、计算线径,Φ=0.72√电流,初级Φ=1mm,次级Φ=4mm。
5、找材料,绕制。