變壓器是一種轉換交流電壓、電流和阻抗的裝置。 當交流電流流過初級線圈時,鐵芯(或磁芯)中產生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成。 線圈有兩個或多個繞組。 連接到電源的繞組稱為初級線圈,其余繞組稱為次級線圈。 在發電機中,無論??線圈穿過磁場還是磁場穿過固定線圈,線圈中都會感應出電勢。 在這兩種情況下,磁通量的值保持不變,但與線圈相交的磁通量的數量不變。 變化,這就是互感的原理。
變壓器是利用電磁互感效應來變換電壓、電流和阻抗的裝置。
變壓器
變壓器是一種利用電磁感應原理將電能或信號從一個電路傳輸到另一個電路的電器。
輸送的電能大小由電器的功率決定。
變壓器主要利用電磁感應原理進行工作。 具體來說:當變壓器原邊施加交流電壓U1,流過原邊繞組的電流為I1時,該電流將在鐵芯中產生交變磁通,使原邊繞組和副邊繞組產生電磁波。接觸。 根據電磁感應原理,交變磁通經過兩個繞組時會感應出電動勢,電動勢的大小與繞組匝數和主磁通最大值成正比。 繞組匝數較多的一側電壓較高,繞組匝數較少的一側電壓較高。 電壓低。 當變壓器副邊開路時,即變壓器空載時,原、副端電壓與原、副繞組匝數成正比,即U1/U2 =N1/N2,但主次頻率保持一致變壓器原理,從而實現電壓變化。
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(蒸發冷卻)變壓器。
按防潮方法分類:開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
按鐵芯或線圈結構分類:鐵芯式變壓器(片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環形變壓器、金屬箔變壓器。
按供電相數分類:單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
按用途分類:電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。
工作頻率
變壓器的鐵芯損耗與頻率有很大關系,因此應根據使用頻率進行設計和使用。 該頻率稱為工作頻率。
額定功率
在規定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作而不超過規定溫升的輸出功率。
額定電壓
指允許施加在變壓器線圈上的電壓,運行時不得超過規定值。
電壓比
指變壓器的一次電壓與二次電壓之比。 空載電壓比和負載電壓比之間存在差異。
空載電流
當變壓器的次級開路時,初級中仍有一定的電流。 這部分電流稱為空載電流。 空載電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵損引起)組成。 對于50Hz的電力變壓器,空載電流基本等于勵磁電流。
負載損耗
指二次側開路時在變壓器一次側測得的功率損耗。 主要損耗是鐵芯損耗,其次是空載電流在初級線圈銅阻上造成的損耗(銅損)。 這部分損失很小。
效率
指二次功率P2與一次功率P1之比的百分比。 一般來說,相同體積下,變壓器的額定功率越大,效率越高。
絕緣電阻
表示變壓器線圈之間以及各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。 絕緣電阻與所用絕緣材料的性能、溫度和濕度有關。
影響
變壓器是一種靜電裝置。 它是根據電磁感應原理,將某一等級的交流電壓和電流轉換成另一等級同頻率的電壓和電流的裝置。 功能:變換交流電壓、交換交流電流、變換阻抗和功率傳輸。
技術參數
不同類型的變壓器有相應的技術要求,可用相應的技術參數來表示。 例如,電力變壓器的主要技術參數有:額定功率、額定電壓及電壓比、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等。 一般低頻變壓器的主要技術參數有: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:
兩組變壓器線圈的匝數分別為N1和N2。 N1 是初級,N2 是次級。 當初級線圈施加交流電壓時,次級線圈兩端就會產生感應電動勢。 當N2>N1時,感應電動勢高于施加在初級上的電壓。 這種變壓器稱為升壓變壓器; 當N2
n=N1/N2
式中,n稱為電壓比(匝數比)。 當n>1時,則N1>N2,U1>U2變壓器原理,該變壓器為降壓變壓器。 與之相反的是升壓變壓器。
變壓器效率:
在額定功率下,變壓器的輸出功率與輸入功率的比值稱為變壓器的效率,即
式中,eta為變壓器效率; P1是輸入功率,P2是輸出功率。
當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時,效率η等于100%,變壓器不會產生任何損耗。 但事實上并不存在這樣的變壓器。 變壓器在傳輸電能時總會產生損耗,這些損耗主要包括銅損和鐵損。 銅損是指變壓器線圈的電阻引起的損耗。 當電流通過線圈電阻時產生熱量,部分電能轉化為熱能而損失掉。 由于線圈一般由絕緣銅線制成,因此稱為銅損。
變壓器的鐵損包括兩個方面。 首先是磁滯損耗。 當交流電流通過變壓器時,穿過變壓器硅鋼片的磁力線方向和大小相應改變,導致硅鋼片內部的分子相互摩擦并釋放熱能,從而損失部分的電能。 這就是磁滯損耗。 。 另一種是變壓器工作時的渦流損耗。 鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上會產生感應電流。 由于這種電流形成閉合回路,形成環流,成為渦流,所以稱為渦流。 渦流的存在使鐵芯發熱并消耗能量。 這種損耗稱為渦流損耗。
變壓器的效率與變壓器的功率水平密切相關。 一般情況下,功率越大,損耗與輸出功率之比越小,效率越高。 反之,功率越小,效率越低。
特性參數
頻率響應
指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
通帶Band 若變壓器中頻輸出電壓為U0,則輸出電壓(輸入電壓不變)降至0.707U0時的頻率范圍稱為變壓器的通帶B。
初級和次級阻抗比
變壓器的初級和次級阻抗連接到適當的阻抗Ri和Ro以匹配變壓器的初級和次級阻抗。 Ri和Ro的比值稱為初級和次級阻抗比。 在阻抗匹配的情況下,變壓器工作在最佳狀態,傳輸效率最高。