CAD课程设计范文.docx

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CAD课程设计范文

河南机电高等专科学校

课程设计报告书

课程名称：

《电机电器及其CAD》

课题名称：

100KVA变压器的设计

系部名称：

电气工程系

专业：

电机与电器

班级：

姓名：

学号：

2012年06月22日

一、课程设计任务书…………………………………………………….1

二、设计方案的优化及选择……………………………………………..

1、设计方案A的优化及选择

（1）性能参数设置

（2）铁心材料、导体材料及结构的选取

（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定

（4）方案的优化及调整

（5）方案的比较及选择

2、设计方案B的优化及选择

（1）性能参数设置

（2）铁心材料、导体材料及结构的选取

（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定

（4）方案的优化及调整

（5）方案的比较及选择

3、问题及讨论

三、变压器结构CAD绘制…………………………………………….

1、图层、线型、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制

2、主要结构尺寸及配合尺寸的确定。

3、问题及讨论。

四、心得体会……………………………………………………………

五、附录一：

计算单附录二：

结构图

六、参考文献……………………………………………………………

一、课程设计任务书

（一）S9系列变压器电磁优化设计

1、性能参数输入；

2、材料、铁心、线圈、绝缘参数的设置；

3、油箱、温升、重量计算；

4、优化计算；

5、调整计算单；计算单保存生成；

6、铁心截面优化。

（二）S9系列变压器结构CAD设计

1、总装配图

2、铁心、铁心装配

3、线圈

4、器身装配及绝缘

5、夹件

6、引线装配

二、设计方案的优化及选择

1、设计方案A的优化及选择

（1）性能参数设置

额定容量100kVA

高压绕组额定电压10.0kV

低压绕组额定电压0.40kV

绕组联结组标号Dyn11

短路阻抗4.02[4.0%]

短路损耗1500[1500W]

空载损耗285[290W]

空载电流1.00[1.0%]

（2）铁心材料、导体材料及结构的选取

铁心直径139mm

硅钢片牌号DQ147-30

铁窗高度310mm

心柱中心距265mm

叠片系数0.970

磁通密度1.601T

铁轭净截面135.315cm?

心柱净截面135.315cm?

三相角重28.6kg

铁心重量234.6kg

单位铁损1.101W/kg

损耗系数1.10

磁化容量1.906VA/kg

接缝伏安0.298VA/cm?

空载损耗285W

空载电流有功分量0.29%

空载电流无功分量0.96%

（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定

铁心半径69.5mm

低压线圈内半径72.5mm

低压线圈辐向宽13.5mm

低压线圈外半径86.0mm

主空道距离8.0mm

高压线圈内半径94.0mm

高压线圈辐向宽34.2mm

高压线圈外半径128.2mm

高压线圈相间距8.6mm

铁心柱中心距离265mm

（4）方案的优化及调整

（5）方案的比较及选择

2、设计方案B的优化及选择

（1）性能参数设置

（2）铁心材料、导体材料及结构的选取

（3）变压器主纵绝缘尺寸的确定

（4）方案的优化及调整

（5）方案的比较及选择

3、问题及讨论

三、变压器结构CAD绘制…………………………………………….

1、图层、线型、文字等基本绘图环境的设置及绘图模板的绘制

2、主要结构尺寸及配合尺寸的确定。

3、问题及讨论。

四、心得体会

手写（说明：

以上正文内容，根据不同选题自行安排标题及数目，但最后一项“心得体会”必须总结）

五、附录一：

计算单

变压器计算单

一、产品性能

额定容量100kVA

高压绕组额定电压10.0kV

低压绕组额定电压0.40kV

绕组联结组标号Dyn11

短路阻抗4.02[4.0%]

短路损耗1500[1500W]

空载损耗285[290W]

空载电流1.00[1.0%]

二、铁心计算

铁心直径139mm

硅钢片牌号DQ147-30

铁窗高度310mm

心柱中心距265mm

叠片系数0.970

磁通密度1.601T

铁轭净截面135.315cm?

心柱净截面135.315cm?

三相角重28.6kg

铁心重量234.6kg

单位铁损1.101W/kg

损耗系数1.10

磁化容量1.906VA/kg

接缝伏安0.298VA/cm?

空载损耗285W

空载电流有功分量0.29%

空载电流无功分量0.96%

三、线圈计算

高压线圈结构型式多层圆筒式

低压线圈结构型式多层圆筒式

高压绕组分接线电压（V）10500102501000097509500

高压绕组分接相电压（V）10500102501000097509500

低压绕组电压400/231V

高压线圈额定电流3.333A

低压线圈额定电流144.3A

高压线圈电流密度2.165A/mm?

低压线圈电流密度2.768A/mm?

匝电压4.81125V

高压线圈匝数21822130207820261975

低压线圈匝数48

高压线圈每层匝数138*15+112*1=2182

低压线圈每层匝数16*3=48

高压线圈导线尺寸1.40/1.51mm1*1=1

低压线圈导线尺寸3.55*7.50/4.00*7.95mm1*2=2

高压线圈导线截面1.5394*1=1.539mm?

低压线圈导线截面26.076*2=52.15mm?

高压线圈平均匝长0.620/0.735m

低压线圈平均匝长0.477m

高压线圈总长1448.1/1524.5m

低压线圈总长24.40m

高压线圈导线电阻19.726Ω

低压线圈导线电阻0.0098117Ω

高压线圈导线重量62.66/63.80kg

低压线圈导线重量33.98/34.55kg

导线总重量96.64/98.34kg

高压线圈轴向高度213mm

低压线圈轴向高度276mm

高压线圈辐向厚度9.5+3.7+21.0=34.2mm

低压线圈辐向厚度13.5mm

高压线圈层间绝缘K-83+2/2首加2次首加1末加1

低压线圈层间绝缘K-83

高压线圈层间油道3.7mm位于5层与6层之间

低压线圈层间油道无

低压线圈对铁心柱的绝缘距离3.0mm

压板厚度及对铁轭的空隙之和无线圈压板

低压线圈对上铁轭的绝缘距离17.0mm

低压线圈对下铁轭的绝缘距离17.0mm

高低压线圈绝缘距离＋静电屏8.0mm

高压线圈对上铁轭的绝缘距离48.5mm有无静电屏自定

高压线圈对下铁轭的绝缘距离48.5mm

相邻高压线圈的相间绝缘距离8.6mm

四、绝缘半径

铁心半径69.5mm

低压线圈内半径72.5mm

低压线圈辐向宽13.5mm

低压线圈外半径86.0mm

主空道距离8.0mm

高压线圈内半径94.0mm

高压线圈辐向宽34.2mm

高压线圈外半径128.2mm

高压线圈相间距8.6mm

铁心柱中心距离265mm

五、短路阻抗

高压电抗高度211.5mm

低压电抗高度260.0mm

平均电抗高度235.7mm

漏磁宽度54.14mm

洛氏系数0.927

等值漏磁总面积23.119cm?

额定安匝6928.2A

额定频率50Hz

短路电阻1.50%

附加电抗系数1.15

短路电抗3.73%

短路阻抗4.02%

六、油箱计算

结构型式平顶长方形桶式油箱

油箱长度855mm

油箱宽度325mm

油箱高度740mm

油箱周长2360mm

箱壁厚度3mm

箱底厚度4mm

箱盖厚度6mm

储油柜直径250mm

储油柜长度400mm

散热管总长度20.9m=0.804*26

散热管尺寸L*C=75*500

散热油管上管口中心至箱盖距离80mm

散热油管下管口中心至箱底距离160mm

散热油管弯曲内半径120mm

箱壁上每排散热油管管间中心距35mm

七、温升计算

高压绕组有效散热面积1.401m?

高压线圈表面单位热负荷554W/m?

高压线圈表面对油的温升10.2K

高压绝缘校正温升0.0K

高压层数校正温升4.6K

高压线圈对油的平均温升14.8[24.0K]

高压线圈对空气的平均温升53.0[65.0K]

低压绕组有效散热面积0.536m?

低压线圈表面单位热负荷1350W/m?

低压线圈表面对油的温升20.8K

低压绝缘校正温升0.2K

低压层数校正温升0.5K

低压线圈对油的平均温升21.5[24.0K]

低压线圈对空气的平均温升59.8[65.0K]

箱盖几何散热面积0.278m?

箱壁几何散热面积1.746m?

散热管几何散热面积2.626m?

油箱有效散热面积3.513m?

油箱表面单位热负荷508W/m?

油平均温升38.3[39.0K]

油温升修正值4.2K

油顶层温升50.1[55.0K]

八、重量计算

器身排油重51.9kg

空箱装油重195.1kg

油箱内油重143.2kg

储油柜中油重8.0kg

总油重151.2kg

硅钢片重234.6kg

铜导线重98.3kg

器身重366.2kg

箱壁重41.1kg

箱盖重13.1kg

箱底重8.7kg

散热管重31.8kg

储油柜重13.0kg

套管重12.8kg

油箱及附件重130.0kg

变压器总重647.4kg

九、片形尺寸（mm）

ABbL1L2L3L4L5cd

50.013065.0660330.057031044060.070.0

10.512060.0650325.056032044055.065.0

7.011055.0640320.055033044050.060.0

8.59547.5625312.553534544042.552.5

7.57537.5605302.551536544032.542.5

6.55025.0580290.049039044020.030.0

附录二：

结构图（另起一页，A3图纸）

六、参考文献（另起一页）格式如下：

[1]GB/T3956-1997，电缆的导体[S]

正文模板如附录