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變壓器的制作原理與分類

wFVr_Hardware_1 ? 來(lái)源:未知 ? 作者:李倩 ? 2018-05-16 16:52 ? 次閱讀

變壓器用途是變換交流電壓、電流和阻抗的器件。

變壓器的原理是當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí),鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。

變壓器的結(jié)構(gòu)是由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。

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(guò)磁場(chǎng)或磁場(chǎng)運(yùn)動(dòng)通過(guò)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、變壓器的分類

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(kāi)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。

電源相數(shù)分類:?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩鳌⒍嘞嘧儔浩鳌?/p>

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(lái)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(guò)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(kāi)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(kāi)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,變壓器工作在最佳狀態(tài),傳輸效率最高。

五、低頻變壓器的技術(shù)參數(shù)

變壓器原理結(jié)構(gòu)圖

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(méi)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(guò)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(guò)變壓器時(shí),通過(guò)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(guò),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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原文標(biāo)題:變壓器工作原理結(jié)構(gòu)圖(用途-分類-性能參數(shù))

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