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變壓器原理

關鍵字: 原理 參數(shù) 性能 絕緣材料 電源 變壓器(qì) 電阻 環型變壓器 電源變壓器(qì)

變壓器是變(biàn)換交流(liú)電壓、電流和阻抗(kàng)的器件,當初級線(xiàn)圈中通有交流電流時,鐵芯(xīn)(或磁芯)中便(biàn)產生交流磁(cí)通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。

    變壓器由鐵芯(或磁芯)和(hé)線圈組成,線圈有兩個或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的(de)繞組叫初級線圈,其餘的繞組叫次級線圈。

一、分類

    按(àn)冷(lěng)卻方(fāng)式分類:幹式(自冷)變壓器、油浸(自冷)變壓器、氟(fú)化物(wù)(蒸發冷卻)變壓器。
    按防潮方式分類(lèi):開放式變壓器、灌封式(shì)變壓器、密封式變壓器。
    按鐵芯或線圈結(jié)構分類:芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯(xīn)、鐵(tiě)氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型(xíng)鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。
    按電源相數分類:單相(xiàng)變壓器(qì)、三相變壓器、多相變壓器。
    按用(yòng)途分類:電源變(biàn)壓器、調壓變壓器、音頻變壓器(qì)、中頻變壓器、高頻變壓器、脈衝變壓器。

二、電(diàn)源變壓器的特性參數

1工作頻率
    變壓(yā)器(qì)鐵芯損耗與頻率關係很大,故(gù)應根據使用頻(pín)率來設計和使用,這種頻率稱工作頻率。

2額定功(gōng)率
    在規定的頻(pín)率和電壓下,變壓器能長期工作,而不超過規定溫升的輸出功率。

3額定電壓(yā)
    指在變壓器的線圈上所允(yǔn)許施加的電壓,工作時(shí)不得大於規定值。

4電壓比
    指變壓器初級電壓和(hé)次級電壓的比值,有空載電壓比和負載電壓比的區別。

5空載電流
    變壓(yā)器次級開路時,初級仍有(yǒu)一定的電流,這部分電流稱為空(kōng)載電(diàn)流。空載電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起(qǐ))組成。對於50Hz電源變壓器而言,空載(zǎi)電流基本上(shàng)等於(yú)磁化電流。

6空載損耗(hào):
    指變(biàn)壓器次級開路時(shí),在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯(xīn)損耗,其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗(銅損),這部分損耗很小。

7效率
    指次級功率P2與初級功(gōng)率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大,效(xiào)率就愈高。

8絕緣電(diàn)阻
    表示變壓器各線(xiàn)圈之間(jiān)、各線圈(quān)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(de)性能、溫度高低和潮濕程度有關。

三(sān)、音頻(pín)變壓器和高頻變壓器特(tè)性參數
1頻(pín)率(lǜ)響應
    指變壓(yā)器次級輸出電壓隨工(gōng)作頻率變化的特性(xìng)。

2通頻帶
    如果變壓器在中間(jiān)頻率的輸出電壓為U0,當輸出電壓(輸(shū)入電壓保持不變)下降到(dào)0.707U0時的頻率(lǜ)範圍,稱為變(biàn)壓器的通頻帶B。

3初、次級阻抗比
    變(biàn)壓器初、次級接入適當的阻抗Ro和Ri,使變(biàn)壓器(qì)初、次級阻抗匹配,則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻(zǔ)抗匹配的情況下,變壓器工作在*佳狀態,傳輸效率*高。

四、原(yuán)理演(yǎn)示(shì)


    變壓器的基本原理是電磁感應原理,現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理(如上圖):當一次側繞組上加上電壓Ú1時,流過電流Í1,在鐵芯中就產生交變磁通Ø1,這些磁通稱(chēng)為(wéi)主磁通,在它作用下,兩側繞組分別感應電勢É1,É2,感應電勢公式為:E=4.44fNØm
式中:E--感應電勢有效值
    f--頻率
    N--匝數
    Øm--主磁通*大值

    由於二次繞組與一次繞組匝數不同,感應電勢E1和E2大小也不同,當略去內阻抗壓降後,電壓Ú1和Ú2大小也就不(bú)同。

    當變壓器(qì)二次側空載時(shí),一次側僅流過主磁通的電流(Í0),這個電流稱為激(jī)磁電(diàn)流。當二次側加負載流(liú)過(guò)負載電流Í2時,也在鐵(tiě)芯中(zhōng)產(chǎn)生磁通(tōng),力圖改變(biàn)主磁通,但一次電壓不變時,主磁通是不變的,一次側就要流過兩部分電流(liú),一部分為激磁電流Í0,一部分為用來平衡Í2,所以這部分電流隨著Í2變化而變化。當電流乘以(yǐ)匝數(shù)時,就是磁勢。

    上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用,變壓器就(jiù)是通過磁勢平衡作用實現了一、二次側的能量傳遞。

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