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日期:2012-04-26瀏覽:1793次
變壓器工作原理
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級(jí)線(xiàn)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(xiàn)圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線(xiàn)圈組成,線(xiàn)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(xiàn)圈,其余的繞組叫次級(jí)線(xiàn)圈。
一、分類(lèi)
按冷卻方式分類(lèi):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(lèi):開(kāi)放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
按鐵芯或線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)分類(lèi):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(lèi):?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器?br />按用途分類(lèi):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。
二、電源變壓器的特性參數(shù)
1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(chēng)工作頻率。
2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。
3額定電壓
指在變壓器的線(xiàn)圈上所允許施加的電壓,工作時(shí)不得大于規(guī)定值。
4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。
5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(chēng)為空載電流??蛰d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。
6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(xiàn)圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損),這部分損耗很小。
7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。
8絕緣電阻
表示變壓器各線(xiàn)圈之間、各線(xiàn)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)。
三、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)
1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。
2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(chēng)為變壓器的通頻帶B。
3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(chēng)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。
四、原理演示
變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說(shuō)明其基本工作原理(如上圖):當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓Ú1時(shí),流過(guò)電流Í1,在鐵芯中就產(chǎn)生 交變磁通Ø1,這些磁通稱(chēng)為主磁通,在它作用下,兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢(shì)É1,É2,感應(yīng)電勢(shì)公式為:E=4.44fNØm
式中:E--感應(yīng)電勢(shì)有效值
f--頻率
N--匝數(shù)
Øm--主磁通zui大值
由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同,感應(yīng)電勢(shì)E1和E2大小也不同,當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后,電壓Ú1和Ú2大小也就不同。
當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時(shí),一次側(cè)僅流過(guò)主磁通的電流(Í0),這個(gè)電流稱(chēng)為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過(guò)負(fù)載電流Í2時(shí),也在鐵芯中產(chǎn)生磁通,力圖改 變主磁通,但一次電壓不變時(shí),主磁通是不變的,一次側(cè)就要流過(guò)兩部分電流,一部分為激磁電流Í0,一部分為用來(lái)平衡Í2,所以這部分電流隨著Í2變化而變 化。當(dāng)電流乘以匝數(shù)時(shí),就是磁勢(shì)。
上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢(shì)平衡作用,變壓器就是通過(guò)磁勢(shì)平衡作用實(shí)現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。
變壓器的制作原理
在發(fā)電機(jī)中,不管是線(xiàn)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(xiàn)圈,均能在線(xiàn)圈中感應(yīng)電勢(shì),此兩種情況,磁通的值均不變,但與線(xiàn)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。
變壓器與變頻器的區(qū)別
變頻器:通過(guò)它調(diào)整能夠達(dá)到所需要的用電頻率(50hz,60hz等),來(lái)滿(mǎn)足我們對(duì)用電的特殊需要。
變壓器變頻器
變壓器:一般為“降壓器”,常見(jiàn)于小區(qū)附近或工廠(chǎng)附近,它的作用是將超高的電壓降到我們居民正常用電電壓,滿(mǎn)足人們的日常用電。