变压器具有变换交流电压、电流和阻抗的功能。当初级线圈中有交流电流通过时,铁芯(或磁芯)里会产生交流磁通,进而能使次级线圈感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)以及线圈构成,线圈包含两个或两个以上的绕组,其中连接电源的那个绕组被称作初级线圈,其余的绕组则被叫做次级线圈。
一、变压器的制作原理:
在发电机里,线圈运动通过磁场或者磁场运动通过固定线圈,都能在线圈中感应出电势。在这两种情况下,磁通的值保持不变,然而与线圈相交链的磁通数量却发生了变动,这就是互感应的原理。变压器是一种利用电磁互感应来变换电压、电流和阻抗的器件。
二、分类
按冷却方式来分类的话,有干式(自冷)变压器,还有油浸(自冷)变压器,另外还有氟化物(蒸发冷却)变压器。
按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构来进行分类:有芯式变压器,其中包括插片铁芯的、C 型铁芯的以及铁氧体铁芯的;还有壳式变压器,同样包含插片铁芯的、C 型铁芯的以及铁氧体铁芯的;另外还有环型变压器和金属箔变压器。
按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
从用途方面进行分类,有电源变压器,还有调压变压器,以及音频变压器,同时有中频变压器,再有高频变压器,另外还有脉冲变压器。
三、电源变压器的特性参数
工作频率
变压器铁芯损耗和频率的关系较为密切。所以应当依据使用的频率来进行设计和使用。这种被使用的频率被称作工作频率。
额定功率
变压器在规定的频率和电压下能够长期工作,并且不会超过规定温升,同时还能输出相应的功率。
额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
电压比
变压器的初级电压和次级电压存在比值关系,此比值有两种情况,分别有空载电压比和负载电压比的区别。
空载电流
变压器次级开路时,初级存在一定的电流。这部分电流被称作空载电流。空载电流由磁化电流和铁损电流组成。磁化电流用于产生磁通,铁损电流则是由铁芯损耗所引起的。对于 50Hz 电源变压器来说,空载电流大致等于磁化电流。
空载损耗
变压器次级处于开路状态时,在初级能够测得功率损耗。其中主要的损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈的铜阻上引发的损耗(即铜损),并且这部分损耗的数值相对较小。
效率
次级功率 P2 与初级功率 P1 比值的百分比就是它所指的内容。一般来说,变压器的额定功率越大,其效率就会越高。
绝缘电阻
表示变压器各线圈之间的绝缘性能,也表示各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低,一方面与所使用的绝缘材料的性能有关,另一方面与温度高低有关,还与潮湿程度有关。
四、音频变压器和高频变压器特性参数
频率响应
指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
通频带
变压器在中间频率时的输出电压是 U0 。当输入电压保持不变,输出电压下降到 0 时的频率范围,就被称作变压器的通频带 B 。
初、次级阻抗比
变压器的初、次级接入合适的阻抗 Ro 和 Ri ,让初、次级阻抗相匹配 。此时,Ro 和 Ri 的比值就被称作初、次级阻抗比 。并且,在阻抗匹配的这种情形下,变压器能够处于最佳工作状态,其传输效率也会达到最高 。
五、低频变压器的技术参数
一般低频变压器的主要技术参数为:变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。
电压比:
变压器有两组线圈,一组线圈的圈数为 N1,另一组线圈的圈数为 N2。其中,N1 是初级线圈,N2 是次级线圈。在初级线圈上加上一个交流电压后,在次级线圈的两端就会产生感应电动势。如果 N2 大于 N1,那么次级线圈产生的感应电动势就会比初级线圈所加的电压还要高,这种变压器被称为升压变压器;如果 N2 小于 N1,那么次级线圈产生的感应电动势就会比初级线圈所加的电压还要低,这种变压器被称为降压变压器。
式中,n 被称作电压比(圈数比)。如果 n 满足一定条件,即 N1 大于 N2 ,同时 V1 大于 V2 ,那么该变压器就是降压变压器。与之相反,如果不满足上述条件,那么该变压器就是升压变压器。
变压器的效率:
变压器在额定功率状态下,其输出功率与输入功率的比值,被称作变压器的效率。
变压器的效率用η表示;输入功率是 P1;输出功率是 P2。
当变压器的输出功率 P2 与输入功率 P1 相等时,效率η 为 100%,且变压器不会产生任何损耗。然而,实际上并不存在这样的变压器。变压器在传输电能时必然会产生损耗,其损耗主要包含铜损和铁损。铜损指的是由变压器线圈电阻所导致的损耗。当电流通过线圈电阻并发热时,一部分电能会转变为热能从而造成损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损。
变压器的铁损包含两个部分。其一为磁滞损耗,在交流电流流经变压器时,穿过变压器硅钢片的磁力线的方向以及大小会发生变化,这会导致硅钢片内部的分子相互摩擦,进而释放出热能,如此便损耗了一部分电能,此即为磁滞损耗。其二是涡流损耗,当变压器处于工作状态时。铁芯中有磁力线穿过。在与磁力线垂直的平面上,会产生感应电流。此电流自成闭合回路形成环流,并且呈旋涡状。因为这样的电流特性,所以被称为涡流。涡流的存在会使铁芯发热,进而消耗能量。这种由涡流导致的损耗被称为涡流损耗。
变压器的效率和变压器的功率等级关系密切。一般来说,功率越大,损耗与输出功率的比就越小,效率也就越高。相反,功率越小,效率也就越低。
版权声明:本文为 “博览广文网” 原创文章,转载请附上原文出处链接及本声明;
工作时间:8:00-18:00
客服电话
0755-88186625
电子邮件
admin@lanyu.com
扫码二维码
获取最新动态