深圳金三科电子有限公司 1 BBBBHpsmO123HBHHHmps工频变压器的设计计算 赵一强 2010-9-15 一、 变压器的结构和工作原理 1 、 变压器的结构 变压器是一种电磁元件，主要由铁芯和线圈绕组组成。 图1 变压器结构示意图；图2 是变压器原理电路图。 NNIIUU NIUNIU 图1 变压器结构示意图 图2 变压器原理电路图 2 、 变压器的工作原理 变压器是一个传输交流电功率的器件，同时起着变压和隔离作用。 工作原理如下：在初级线圈N1 上加电源电压U1 时, 初级线圈N1 中将产生电流I1（空载电流），这个电流将在铁芯中建立磁场，产生磁通Φ。磁通Φ穿过次级线圈时，又在次级线圈中产生电势（电压U2），如果次级线圈接有负载RL，则负载中将产生电流IL。就这样，交流电功率就从变压器的初级电路传到了次级电路。 在空载下，其输出电压： U2=U1*N2/N1 输出电压与输入电压之比等于次级匝数与初级匝数之比。 从上可知，变压器是通过铁芯的磁场来传递电功率的。借助于磁场实现了初级电路和次级电路的电隔离；又通过改变绕组匝比，来改变次级的输出电压。 二、 变压器特性参数和设计要求 1、磁通密度B 和电流密度J 磁通密度（又叫磁感应强度）B 和电流密度J 是变压器设计的关键参数，直接关系着变压器的体积和重量，B 、J 值越高，变压器越轻，但是B 、J 的取值受到一定条件的限制，因此，变压器的体积和重量也受到这些条件的限制。 ⑴ 磁通密度B 磁通密度B ：磁路单位截面积的磁通量，单位 ：高斯(Gs)或 特斯拉 （T）。1T=10 4 Gs 。 磁性材 料 的磁性可用基 本 磁化 曲 线表 示。基 本 磁化 曲 线是磁通密度B 与磁场强度H 的关系曲 线，在基 本 磁化 曲 线开 始 阶 段 ,磁通密度B 与磁场强度H 基 本 上成正 比，随 后 增 加越来越慢 ，最 后 趋 于饱 和，如图3 所 示。 图3 铁芯磁化 曲 线 深圳金三科电子有限公司 2 图3 中，Bs—饱和磁感应强度； Bs—过压保护磁感应强度 Bm—最大磁感应强度（计算值） 导磁率： HBΔΔ=μ 饱和磁通密度为Bs 和导磁率μ是曲线的两个重要参数。 对于磁性材料，要求Bs、μ 越高越好。Bs 高，变压器体积可减小；μ高，变压器空载电流小。 另外，还要求电阻率ρ高，这样损耗小、发热小。 ⑵ 电流密度J 电流密度J : 电路单位截面积的电流量，单位 ：安/厘米²（A/cm²）。 变压器绕 组 导线的电阻： qlRcuρ= 电...
