变压器与电感器设计方法及应用实例PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 电磁装置的概念 2

1.2 电磁装置系统的构成 2

1.3 电磁装置的设计与计算方法 3

第2章 电磁装置设计基础知识 4

2.1 机电系统的能量关系 5

2.2 耦合磁场中的储能和余能 8

2.3 耦合系统中的广义电磁力 10

2.4 电磁功率与有效部分几何尺寸之间的关系 12

2.5 能量损耗与效率 15

2.5.1 铁损耗 15

2.5.2 铜损耗 16

2.6 发热计算基础 17

2.6.1 概述 17

2.6.2 均质物体的发热过程 17

2.6.3 等效热路法 18

2.7 磁场的基本概念和基本定律 19

2.7.1 磁场的基本概念 19

2.7.2 磁场的基本定律 20

2.8 电磁装置的磁场和磁路 21

2.8.1 概述 21

2.8.2 磁路的基本定律 22

2.9 气隙磁导的计算 24

2.9.1 单独磁体的磁导 24

2.9.2 带气隙的铁芯柱间的磁导 25

第3章 变压器的铁芯与空载参数的计算 26

3.1 干式电力变压器的标准 27

3.2 变压器的电压、电流的计算 30

3.3 铁芯直径、磁通密度及匝数 30

3.3.1 铁芯直径的估算 31

3.3.2 磁通密度、匝电势、高低压绕组匝数 31

3.4 铁芯质量以及空载损耗 31

3.4.1 铁芯质量 31

3.4.2 铁芯损耗和空载电流计算 33

第4章 变压器的绕组及负载损耗计算 35

4.1 绕组的形式 36

4.1.1 层式绕组 36

4.1.2 连续式绕组的段数及每段匝数的确定 36

4.1.3 螺旋式绕组 37

4.2 电流密度、导线的选择 37

4.2.1 电流密度 37

4.2.2 导线选择 38

4.3 绕组并联根数的选择 39

4.3.1 多根并联层式绕组 39

4.3.2 多段层式绕组 40

4.3.3 多根并联连续式绕组 40

4.4 绕组辐向、轴向尺寸计算 41

4.4.1 圆筒式绕组辐向、轴向尺寸计算 41

4.4.2 螺旋式绕组轴向高度及辐向宽度 42

4.5 绕组的检测 44

4.6 变压器的主绝缘和纵绝缘 47

4.7 变压器绝缘半径计算 49

4.8 变压器的短路电抗等效漏电抗计算 50

4.8.1 同心式绕组的漏电抗计算 50

4.8.2 对称交错式绕组的漏电抗计算 52

4.8.3 多层绕组的漏抗 52

4.8.4 有载调压电力变压器的漏电抗 55

4.9 负载损耗 57

4.10 温升计算 57

4.10.1 层式绕组温升计算 57

4.10.2 饼式绕组温升计算 59

4.11 中高频变压器设计特点 61

4.11.1 铁芯材料选择 61

4.11.2 导线选择 61

4.11.3 等效磁感应强度 62

4.11.4 中高频变压器的等效电路 62

4.11.5 励磁电感计算 62

4.12 配电变压器SG-100/10设计实例 63

第5章 变压器设计制作 66

5.1 功率变压器设计 67

5.1.1 功率变压器设计的一般问题 67

5.1.2 变压器设计制作 79

5.2 开关电源变压器设计 83

5.2.1 功率变压器的基本理论 83

5.2.2 开关电源变压器设计的一般理论 84

5.2.3 设计实例 87

5.3 高频开关电源变压器设计 88

5.3.1 高频开关电源变压器设计要点 88

5.3.2 高频开关电源变压器设计原理与实例 90

第6章 电感器参数计算 93

6.1 铁芯电感器的电感计算 94

6.1.1 主电抗计算 94

6.1.2 漏电抗的计算 99

6.1.3 漏磁场分析与漏电抗计算（平面磁场法） 103

6.2 铁芯电抗器的电动力 107

6.2.1 铁芯电抗器线圈上的作用力的方向 107

6.2.2 铁芯电抗器线圈上作用力的计算 108

6.2.3 铁芯电抗器线圈的机械应力计算 110

6.3 限流铁芯电抗器的设计与计算 119

6.4 空心电抗器的设计与计算 119

6.4.1 空心电抗器的自感计算（平均电流密度法） 119

6.4.2 空心电抗器的自感计算（曲线图查表法） 122

6.4.3 空心电抗器的自感计算（积分法） 131

6.4.4 空心电抗器线圈上作用力的计算 134

6.4.5 空心电抗器线圈的机械应力 135

6.5 积分法磁场计算 136

6.5.1 单元载流圆环的磁场计算 136

6.5.2 无限薄空心圆柱线圈的磁场计算 136

6.5.3 有厚度空心圆柱线圈的磁场计算 138

6.6 630kVA/10kV铁芯电抗器计算实例 138

6.6.1 设计说明 138

6.6.2 设计过程 138

6.7 小电感器设计实例 143

6.7.1 设计要求 143

6.7.2 设计过程 144

6.7.3 设计总结 145

第7章 新型电磁装置的设计 146

7.1 模拟电感器设计与计算 147

7.1.1 用运算放大器实现模拟电感的典型电路 147

7.1.2 用有源器件实现模拟电感的设计 149

7.1.3 新型模拟电感器的实现 153

7.1.4 功率电感器的发展趋势 155

7.2 电源电感器设计原则、原理与方法 157

7.2.1 设计要求与设计原则 157

7.2.2 设计方法与基本原理 157

7.2.3 电感器设计基本步骤 161

7.3 电子式变压器设计 164

7.3.1 原理分析 164

7.3.2 系统改进设计 164

7.3.3 仿真以及数据分析 167

7.4 电子变压器设计——36V/400W卤钨灯 168

7.4.1 TDA4918控制IC性能特点 168

7.4.2 36V/400W卤钨灯控制与驱动电路 169

7.5 无芯PCB变压器设计与计算 170

7.5.1 无芯PCB变压器的结构及等效电路模型 170

7.5.2 无芯PCB变压器的特性与电磁场及EMI问题 173

7.5.3 PCB型变压器设计与计算 175

7.6 Rogowski线圈电子式电流互感器设计与计算（PCB电流互感器） 177

7.6.1 Rogowski线圈电子式电流互感器原理 177

7.6.2 钳形PCB Rogowski线圈制作与误差仿真 184

第8章 电磁装置设计应用实例 197

8.1 综合设计实例——开关电源AC-DC设计实例 198

8.1.1 设计要求 198

8.1.2 主电路原理 198

8.1.3 主电路参数设计 199

8.1.4 控制保护 210

8.1.5 ZVZCS PWM AC-DC变换器的实现 214

8.2 综合设计实例——开关电源AC-AC设计实例 216

8.2.1 设计说明 216

8.2.2 主电路原理图及主要参数设计 217

8.2.3 控制电路和保护电路框图及原理说明和主电路框图 224

参考文献 228