常見變壓器的參數賞析

　　變壓器技術參數是了解變壓器的一項重要指標，你要使用該變壓器就必須要了解到它的參數，這樣才能用對它，而不會發生事故。因此對從事變壓器的新手們了解分析變壓器的參數非常關鍵，以下是我對變壓器參數的一些認識。

　　對不同類型的變壓器都有相應的技述要求，可用相應的技述參數表示。如電源變壓器的主要技述參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對于一般低頻變壓器的主要技述參數是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。

　　A.電壓比：

　　變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產生感應電動勢。當N2》N1時，其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2

　　式中n稱為電壓比（圈數比）。當n《1時，則N1》N2，V1》V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。

　　B.變壓器的效率：

　　在額定功率時，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

　　η= x100%

　　式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率。

　　當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時，效率η等于100%，變壓器將不產生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產生損耗，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。當電流通過線圈電阻發熱時，一部分電能就轉變為熱能而損耗。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方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，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，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱，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有密切關系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

　　怎樣判別電源變壓器參數

　　電源變壓器標稱功率、電壓、電流等參數的標記，日久會脫落或消失。有的市售變壓器根本不標注任何參數。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標記電源變壓器參數的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價值。

　　一、識別電源變壓器

　　1. 從外形識別 常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。E形鐵芯變壓器呈殼式結構（鐵芯包裹線圈），采用D41、D42優質硅鋼片作鐵芯，應用廣泛。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯，磁漏小，體積小，呈芯式結構（線圈包裹鐵芯）。

　　2. 從繞組引出端子數識別 電源變壓器常見的有兩個繞組，即一個初級和一個次級繞組，因此有四個引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾，初、次級繞組間往往加一屏蔽層，其屏蔽層是接地端。因此，電源變壓器接線端子至少是4個。

　　3. 從硅鋼片的疊片方式識別 E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的，E片和I片間不留空氣隙，整個鐵芯嚴絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙，這是區別電源和音頻變壓器的最直觀方法。至于C形變壓器，一般都是電源變壓器。

　　二、功率的估算

　　電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積，不論是E形殼式結構，或是E形芯式結構（包括C形結構），均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面（矩形）面積。在測得鐵芯截面積S之后，即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。

　　例如：測得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2，估算其功率，得P=S2/1.5=72/1.5=33W？剔除各種誤差外，實際標稱功率是30W。

　　三、各繞組電壓的測量

　　要使一個沒有標記的電源變壓器利用起來，找出初級的繞組，并區分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務。現以一實例說明判斷方法。

　　例：已知一電源變壓器，共10個接線端子。試判斷各繞組電壓。

　　第一步：分清繞組的組數，畫出電路圖。

　　用萬用表R×1擋測量，凡相通的端子即為一個繞組。現測得：兩兩相通的有3組，三個相通的有1組，還有一個端子與其他任何端子都不通。照上述測量結果，畫出電路圖，并編號。

　　從測量可知，該變壓器有4個繞組，其中標號⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組，⑩號端子與任一繞組均不相通，是屏蔽層引出端子。

　　第二步：確定初級繞組。

　　對于降壓式電源變壓器，初級繞組的線徑較細，匝數也比次級繞組多。因此，像圖4這樣的降壓變壓器，其電阻最大的是初級繞組。

　　第三步：確定所有次級繞組的電壓。

　　在初級繞組上通過調壓器接入交流電，緩緩升壓直至220V。依次測量各繞組的空載電壓，標注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態下較長時間不發熱，說明變壓器性能基本完好，也進一步驗證了判定的初級繞組是正確的。

　　四、各次級繞組最大電流的確定

　　變壓器次級繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測得。測出直徑后，依據公式I=2D2，可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。

　　儀表測試運行中的變壓機組會觸電嗎？

　　試電筆內裝有一個2-3MΩ電阻和一個氖管；要使氖管點亮，必須滿足被測電壓高于氖管的啟輝電壓65VAC和通過氖管的電流大于2μA。

　　儀表隔離變壓器的初、次級繞組是兩個各自獨立的繞組，即初、次級繞組在物理上是互相隔離的，在初、次級繞組間還有一個屏蔽繞組。由于儀表用隔離變壓器的次級輸出電壓大多為低電壓，僅針對這類隔離變壓器來討論。當將儀表隔離變壓器的初級接至220VAC，但屏蔽層又不接地，如果次級繞組兩端浮空時，次級繞組對地是絕緣的，這時儀表隔離變壓器次級繞組對地有電壓，而屏蔽層又不接地時，用電筆測試會亮。這是什么原因呢？

　　圖1 隔離變壓器的分布電容

　　當用試電筆檢測儀表隔離變壓器的次級繞組時，試電筆會不會發亮和檢測點的對地電位有關，而和次級繞組兩端的電壓無關。如圖1所示，當初級繞組中靠近次級繞組的引出端接至電源的相線L時，對于不接地的次級繞組受到初級繞組的感應，產生的對地感應電壓Ue：

　　Ue電壓的大小與初、次級繞組的電容C1及次級繞組的對地電容C2有關。通常C2小于幾皮法，而C1大于100pF，所以Ue近似等于U1，即接近電源電壓。用試電筆檢測時的等效電路如圖2所示，如用等效發電機定理來分析，把次級繞組的對地看作為下個等效電源，其電勢e2=Ue=U1，其容抗C=C1+C2≈C1。若氖管啟輝后的電壓降為50V，C=2000pF左右，人體對地電容C3=200pF左右，人體電阻R1和試電筆內電阻R的總和約為3MΩ，則計算可知通過氖管的電流約為50μA，會使氖管發亮。也可看出儀表隔離變壓器次級繞組對地感應電壓是不會造成觸電事故的。

　　圖2 試電筆檢測時的等效電路

　　圖3中由于次級繞組接地，故次級繞組的對地感應電壓是很低的，用試電筆檢測次級繞組的不接地端，由于其電壓小于氖管的啟輝電壓，因此不會發光。同理，如果圖1中的初級繞組接地，用試電筆檢測時也不會發光。對于儀表用的隔離變壓器，為了提高抗干擾性能，在變壓器的初、次級繞組中間繞有一層屏蔽層，屏蔽層要求接地，這時初級繞組的感應電，通過初級繞組與屏蔽層的分布電容入地了，當用試電筆檢測次級繞組時也不會發光。

　　圖3 隔離變壓器次級繞組接地電路