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詳解變壓器工作原理(附圖)

來源:寧波北侖源明儀器設(shè)備有限公司   2010年09月13日 09:09  

 一,、變壓器的制作原理:
  在發(fā)電機(jī)中,不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過固定線圈,,均能在線圈中感應(yīng)電勢(shì),,此兩種情況,,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng),,這是互感應(yīng)的原理,。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng),變換電壓,,電流和阻抗的器件,。

  二、分類
  按冷卻方式分類:干式(自冷)變壓器,、油浸(自冷)變壓器,、氟化物(蒸發(fā)冷卻)變壓器。
  按防潮方式分類:開放式變壓器,、灌封式變壓器,、密封式變壓器。
  按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類:芯式變壓器(插片鐵芯,、C型鐵芯,、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯,、C型鐵芯,、鐵氧體鐵芯)、環(huán)型變壓器,、金屬箔變壓器,。
  按電源相數(shù)分類:?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩?、多相變壓器?br />  按用途分類:電源變壓器,、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器,、中頻變壓器,、高頻變壓器、脈沖變壓器,。
  三,、電源變壓器的特性參數(shù)
  工作頻率
  變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大,故應(yīng)根據(jù)使用頻率來設(shè)計(jì)和使用,,這種頻率稱工作頻率,。
  額定功率
  在規(guī)定的頻率和電壓下,,變壓器能長(zhǎng)期工作,而不超過規(guī)定溫升的輸出功率,。
  額定電壓
  指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓,,工作時(shí)不得大于規(guī)定值。
  電壓比
  指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值,,有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別,。
  空載電流
  變壓器次級(jí)開路時(shí),初級(jí)仍有一定的電流,,這部分電流稱為空載電流,。空載電流由磁化電流(產(chǎn)生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成,。對(duì)于50Hz電源變壓器而言,,空載電流基本上等于磁化電流。
  空載損耗
  指變壓器次級(jí)開路時(shí),,在初級(jí)測(cè)得功率損耗,。主要損耗是鐵芯損耗,其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損),,這部分損耗很小,。
  效率
  指次級(jí)功率P2與初級(jí)功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大,,效率就愈高。
  絕緣電阻
  表示變壓器各線圈之間,、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能,。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān),。
  四,、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)

  頻率響應(yīng)
  指變壓器次級(jí)輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
  通頻帶
  如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0,,當(dāng)輸出電壓(輸入電壓保持不變)下降到0.707U0時(shí)的頻率范圍,,稱為變壓器的通頻帶B。
  初,、次級(jí)阻抗比
  變壓器初,、次級(jí)接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級(jí)阻抗匹配,,則Ro和Ri的比值稱為初,、次級(jí)阻抗比。在阻抗匹配的情況下,,變壓器工作在*狀態(tài),,傳輸效率zui高,。
  五、低頻變壓器的技術(shù)參數(shù)
  對(duì)不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求,,可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示,。如電源變壓器的主要技術(shù)參數(shù)有:額定功率、額定電壓和電壓比,、額定頻率,、工作溫度等級(jí)、溫升,、電壓調(diào)整率,、絕緣性能和防潮性能。對(duì)于一般低頻變壓器的主要技術(shù)參數(shù)是:變壓比,、頻率特性,、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽,、效率等,。
  電壓比:
  變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2,N1為初級(jí),,N2為次級(jí),。在初級(jí)線圈上加一交流電壓,在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),。當(dāng)N2>N1時(shí),,其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高,這種變壓器稱為升壓變壓器:當(dāng)N2
  式中n稱為電壓比(圈數(shù)比),。當(dāng)n<1時(shí),,則N1>N2,V1>V2,,該變壓器為降壓變壓器,。反之則為升壓變壓器。
  變壓器的效率:
  在額定功率時(shí),,變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,,叫做變壓器的效率,即
  式中η為變壓器的效率,;P1為輸入功率,,P2為輸出功率。
  當(dāng)變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時(shí),,效率η等于100%,,變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實(shí)際上這種變壓器是沒有的,。變壓器傳輸電能時(shí)總要產(chǎn)生損耗,,這種損耗主要有銅損和鐵損,。銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過線圈電阻發(fā)熱時(shí),,一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗,。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成,因此稱為銅損,。
  變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面,。一是磁滯損耗,當(dāng)交流電流通過變壓器時(shí),,通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化,,使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦,放出熱能,,從而損耗了一部分電能,,這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗,,當(dāng)變壓器工作時(shí),。鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,,由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流,,且成旋渦狀,故稱為渦流,。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱,,消耗能量,這種損耗稱為渦流損耗,。
  變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系,,通常功率越大,損耗與輸出功率比就越小,,效率也就越高。反之,,功率越小,,效率也就越低。

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