这篇文章主要是根据华中科技大学的电磁装置设计大作业写的，当然基本上包含了变压器设计的基本内容，不过作为实际变压器设计可能参考价值比较有限，慎重阅读。
刚开始看到这个变压器设计的大作业的时候觉得这个并不会太困难，不过是照着书找到公式和表格并且参照着公式和表格进行简单计算就好，后来发现因为电磁装置的教案并不全面，很多东西没有，导致实际计算得时候无从下手，本身计划整理一份实际使用的计算手册连铁芯计算都没有整理完成就整理不下去了，不过好在最后通过Excel表格基本整理了一下公式，这个表格的内容我附在下方。
考虑到我写这篇博客距离我昨晚作业有接近三周了，可能具体内容记忆并不准确，如有错误，请在留言指出。
数据处理用的Excel表格：点我下载
本人保留对于该表格的所有权，请不要将该表格直接作为作业上交，否则后果自负
当然为了方便最后报告的排版，我将教案的word文档也放在这里：点我查看和下载。不过这个word是我网上找的，似乎是08年版本的，所以如果有与书不一致请以书为准！
好了，回归正题，讲讲其中一些书上讲的并不详细的具体设计时需要主要的东西和我实际设计过程中的一些感悟：
一、铁芯计算部分
1、经验系数Kd
经验系数意味这个参数可以随意取值，但并非在这个取值范围中的任意取值都会符合要求，同时也不意味这必须取经验系数范围内的值。经验系数主要决定铁芯的直径，而铁芯的直径决定了铁芯的截面积，而同时铁芯的截面积又会影响铁芯的匝数进而影响到绕组电抗的高度，尤其是低压侧绕组的高度。但是低压高压绕组电抗高度又要求接近一致，所以如果发现之后的绕组电抗高度与相差较大可以考虑更换经验系数。另外电抗高度又对短路电流有一定影响，将经验系数相对取大一些更有优势。
书上给的经验系数参考意义不大，所以我借鉴了变压器设计原理（尹克宁著）书上的参考系数表格，内容如下
变压器类别 三相双绕组 三相三绕组 单相双绕组 单相三绕组 自耦变压器
铝绕组 50~54 48~52 50~54 48~52 48~52
铜绕组 53~57 51~55 53~57 51~55 51~55
当然，最后我选择的值也不符合这个表格，主要是想控制高压绕组匝数在1000匝，原因后面讲。
2、磁密的选择
磁密主要其实主要决定了绕组的匝数问题，本质上选择任何的磁密都有相对应的匝数，但是本质上我们设计的时候并不能选择所有的匝数，原因在于分段上。按照我咨询老师的说法，匝数分段只要取得合理就可以，但是关键问题就是分段怎么合理的问题我目前没有找到任何书有相关的说明，所以不敢轻易地决定分段数，所以可以看到我选的匝数和书上的匝数一模一样，关于这个问题如果有小伙伴查到什么资料欢迎在下面留言。本质上高压选择增加或者减少210匝的倍数仍可以使用相似的分段结果，所以选择1260匝或者840匝也行。
既然匝数是基本确定的，其实磁密的选择也基本上确定了，这里预选一个磁密，之后根据计算出的匝数结果修改预选磁密达到合适的磁密结果就可以了，最后应担保证预选磁密和最终磁密相差不大就可以了。
3、接缝磁化容量的选择
这个是书上写的不合理的一个地方，书上给出的表格给的是当接缝达到相对应的磁密的时候对应的磁化容量，而我们知道虽然铁磁中的磁通和接缝中的磁通是一样的，但是接缝通常开在斜角处，所以接缝中的磁密只有铁芯中的1/√2，所以通过这个表格直接查询进行计算就会有问题，所以我查询了变压器设计原理（尹克宁著）里面的表格，对书中的表格进行了更正。
磁通密度(T) DQ151-35
单位铁损(W/kg)DQ151-35
磁化容量(VA/kg)DQ137G-35
单位铁损(W/kg)DQ137G-35
磁化容量(VA/kg)DQ147-30
单位铁损(W/kg)DQ147-30
磁化容量(VA/kg)DQ133-30
单位铁损(W/kg)DQ133-30
磁化容量(VA/kg)DQ122G-30
单位铁损(W/kg)DQ122G-30
磁化容量(VA/kg)接缝磁化容量(VA/kg)
1.41 0.855 0.95 0.835 0.904 0.773 0.962 0.743 0.921 0.741 0.843 0.125
1.42 0.87 0.97 0.845 0.918 0.786 0.986 0.756 0.942 0.752 0.857 0.13
1.43 0.885 0.99 0.855 0.932 0.8 1.002 0.769 0.964 0.764 0.872 0.135
1.44 0.901 1.01 0.865 0.946 0.814 1.03 0.783 0.986 0.776 0.888 0.14
1.45 0.917 1.03 0.875 0.96 0.829 1.058 0.797 1 0.788 0.905 0.145
1.46 0.933 1.052 0.886 0.976 0.844 1.088 0.811 1.024 0.8 0.922 0.152
1.47 0.949 1.074 0.897 0.992 0.86 1.118 0.825 1.05 0.812 0.94 0.159
1.48 0.966 1.096 0.908 1.008 0.876 1.15 0.84 1.076 0.824 0.959 0.166
1.49 0.983 1.118 0.919 1.024 0.893 1.184 0.855 1.103 0.837 0.979 0.173
1.50 1 1.14 0.93 1.04 0.91 1.23 0.87 1.13 0.85 1 0.18
1.51 1.018 1.17 0.942 1.06 0.928 1.27 0.886 1.16 0.863 1.02 0.188
1.52 1.036 1.2 0.954 1.08 0.946 1.31 0.902 1.2 0.876 1.04 0.196
1.53 1.054 1.23 0.967 1.1 0.964 1.36 0.918 1.24 0.889 1.06 0.204
1.54 1.072 1.27 0.98 1.12 0.983 1.42 0.935 1.28 0.903 1.08 0.212
1.55 1.09 1.31 0.994 1.14 1.012 1.48 0.952 1.33 0.917 1.1 0.22
1.56 1.109 1.36 1.008 1.17 1.301 1.55 0.969 1.38 0.931 1.13 0.23
1.57 1.128 1.41 1.023 1.2 1.05 1.63 0.986 1.44 0.945 1.16 0.24
1.58 1.147 1.47 1.038 1.23 1.07 1.71 1.004 1.5 0.96 1.19 0.25
1.59 1.166 1.53 1.054 1.26 1.09 1.8 1.022 1.57 0.975 1.22 0.26
1.60 1.185 1.6 1.07 1.29 1.1 1.9 1.04 1.65 0.98 1.25 0.27
1.61 1.205 1.68 0.087 1.32 1.121 2 1.059 1.74 0.995 1.28 0.286
1.62 1.225 1.77 1.104 1.35 1.142 2.12 1.078 1.84 1.011 1.31 0.302
1.63 1.246 1.87 1.122 1.38 1.164 2.26 1.098 1.95 1.027 1.34 0.318
1.64 1.267 1.97 1.141 1.42 1.186 2.4 1.118 2.06 1.043 1.38 0.334
1.65 1.288 2.08 1.161 1.47 1.209 2.56 1.139 2.2 1.06 1.42 0.35
1.66 1.31 2.2 1.181 1.52 1.232 2.76 1.16 2.4 1.077 1.47 0.374
1.67 1.332 2.35 1.202 1.57 1.256 3 1.182 2.6 1.094 1.52 0.398
1.68 1.354 2.53 1.224 1.63 1.28 3.25 1.204 2.8 1.112 1.58 0.422
1.69 1.377 2.73 1.247 1.69 1.305 3.5 1.227 3 1.131 1.64 0.446
1.70 1.4 2.95 1.27 1.76 1.33 3.8 1.25 3.3 1.15 1.7 0.47
1.71 1.424 3.2 1.294 1.84 1.356 4.25 1.274 3.7 1.17 1.77 0.492
1.72 1.449 3.5 1.319 1.93 1.382 4.75 1.298 4.1 1.19 1.85 0.514
1.73 1.475 3.9 1.345 2.04 1.408 5.35 1.323 4.6 1.21 1.94 0.536
1.74 1.502 4.3 1.372 2.16 1.435 6 1.348 5.1 1.23 2.03 0.558
1.75 1.53 4.7 1.4 2.3 1.462 6.7 1.373 5.7 1.25 2.13 0.58
1.76 1.558 5.2 1.428 2.46 1.489 7.6 1.398 6.4 1.27 2.25
1.77 1.586 6 1.457 2.64 1.516 8.5 1.423 7.2 1.29 2.4
1.78 1.616 7 1.487 2.85 1.544 9.7 1.448 8.1 1.31 2.6
1.79 1.647 8 1.518 3.1 1.572 11 1.474 9 1.33 2.85
1.80 1.68 9 1.55 3.4 1.6 12.4 1.5 10 1.35 3.15
表格的最后几个磁通下的接缝磁密没有在书中查到，好在那几个磁密除非特大电机基本上用不上。
4、心柱重Gt
这个计算需要用到后面算出来的窗高进行计算，实际手算的时候可以先去一个相对合理的值，之后再改动。
5、铁轭重Ge
这个计算需要用到后面算出来的M0中心距进行计算，实际手算的时候可以先去一个相对合理的值，之后再改动。
6、空载损耗和空载电流
这两个是有确定要求的参数，不过好在基本上不会超结果要求。
二、绕组计算部分
1、电密选择
电密选择有一定范围的要求，电密选择的结果会影响线规选择，进而影响最终的短路电流。但是因为电密选择的范围实际上范围比较小，所以通过电密调整的短路电流的效果非常局限，不建议从电密下手，所以基本上电密选定之后建议为了满足各项参数要求而进行调整
2、并饶根数
并饶根数保证最后算出的导线截面积需要在导线查询表中有导线符合就可以了，当然并饶根数过多也会导致电抗高度的增加，所以一般选取高压侧一个导线低压侧两个导线并饶就可以了。
3、线规选择
线规选择在书中有两个表格4-12和4-13，其中4-12是直径与面积之间的关系，圆导线的截面积比较小通常只有高压侧才可能用到；4-13是长和宽与面积之间的关系，扁导线相对用的比较多，这个毋庸置疑。需要注意的是使用扁导线时需要考虑好b的大小，因为b的大小会影响到最终两侧的电抗高度，如果都是用扁导线的话，应当选择合理的b值以保证最后的高低压电抗高度相差基本一致。
4、段号段数
前面已经提到了，请参考磁密的选择。
5、平均匝长
这个计算需要用到后面算出来的绕组平均半径进行计算，实际手算的时候可以先去一个相对合理的值，之后再改动。
6、辐向厚度
这个公式我并没有找到找到书中的公式，欢迎在下面留言补充。
7、电抗高度
关于影响电抗高度的因素前面已经提到了，其实电抗高度的问题主要是式子xxx+xx+xxx=xxx这个公式哪来的，这个我也不知道，所以中间两个分段之间的距离也是参照书上的取值，我觉得理论上，这个取值应该是可以自取。
三、绝缘半径计算
绝缘半径中的所有标注可以更改的数据我都没有找到更改的依据，所以最后都是使用的书上的数据，这方面如果有补充的也欢迎留言。
四、短路阻抗计算
1、a1、a12、a2
参考变压器设计原理（尹克宁著），其中a1是低压电抗的裸线宽，即线宽减去双边绝缘厚度；a12是漏磁空道的厚度，即高压内半径到低压外半径之间的距离加上低压和高压绕组的单边绝缘厚度；a2是高压电抗的裸线宽，即高压线宽减去双边绝缘半径。
2、电抗修正系数
参考变压器设计原理（尹克宁著），查询表格如下
接法 Yy0 Yd11
容量/KVA 50~125 160~315 400~500 630 800 1000~1250 1600 ≥630
连续式（d接法） 螺旋式（d接法）
电压10KV 0.97 1 1.03 1.05 1.1 1.15 1.2 1.02 1.05
电压35KV 0.93 0.96 0.99 1.01 1.06 1.1 1.15 1.02 1.05
3、电阻分量
这个计算需要用到后面算出来的负载损耗Pk进行计算，实际手算的时候可以先去一个相对合理的值，之后再改动。
4、短路阻抗
对于短路阻抗而言，电抗分量占据主要部分，电抗分量虽然和很多变量有关，但是频率和电流不可调漏磁面积可调空间很小，所以实际上只能通过调整窗高或者绕组匝数来解决，但电抗高度对于电抗分量的影响也有限，而调节匝数本质上还是要调节硅钢片的直径；同样电阻分量如果想要调节也离不开窗高和绕组匝数。综上所述，当短路阻抗离期望比较接近的时候可以考虑调整窗高，而如果得到的结果相差很大，调整窗高的效果就比较有限了，最好的结果是改变硅钢片的直径，也就是改变经验系数Kd。
一句话，如果短路阻抗不合理，微调用窗高，大调用经验系数Kd
五、损耗计算、温升计算、重量计算
这三个一般不会出现不达标的情况吧，至少我们这次设计没有听说谁不达标，所以先不说了，如果有要补充的一样欢迎留言。
好吧，其实这篇文章干货不算多，考虑到只做了一个电机的设计，如果满是干货也不正常了，很多问题其实自己也没有整明白。就这样吧，如果想到什么再补充（估计我也想不到什么了 🙄 ）
以上