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文檔簡介
1、變壓器的工作原理與制作 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)初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。一、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
2、器、金屬箔變壓器。按電源相數(shù)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(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)使用頻率來設(shè)計和使用,這種頻率稱工作頻率。2額定功率在規(guī)定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作,而不超過規(guī)定溫升的輸出功率。3額定電壓指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓,工作時不得大于規(guī)定值。4電壓比指變壓器初級電壓和次級電壓的比值,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開路時,初級仍有一定的電流,這部分電流稱為空載電流??蛰d電流由磁化電流(產(chǎn)生磁通)和鐵損電流
3、(由鐵芯損耗引起)組成。對于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:指變壓器次級開路時,在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗,其次是空載電流在初級線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損),這部分損耗很小。7效率指次級功率P2與初級功率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)。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.
4、707U0時的頻率范圍,稱為變壓器的通頻帶B。3初、次級阻抗比變壓器初、次級接入適當(dāng)?shù)淖杩筊o和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配,則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。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。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,流過電流Í1,在鐵芯中就產(chǎn)生 交變磁通Ø1,這些磁通稱為主磁通,在它作用下,兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢É1,É2,感應(yīng)電勢公式為:E=4.44fNØm式中:E-感應(yīng)電勢有效值f-頻率N-匝數(shù)
5、16;m-主磁通最大值由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同,感應(yīng)電勢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,一次側(cè)僅流過主磁通的電流(Í0),這個電流稱為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過負(fù)載電流Í2時,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,主磁通是不變的,一次側(cè)就要流過兩部分電流,一部分為激磁電流Í0,一部分為用來平衡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,就是磁勢。上述的平衡作用實質(zhì)上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過磁勢平衡作用實現(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,不管是線圈運(yùn)動通過磁場或磁場運(yùn)動通過固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢,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,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:通過它調(diào)整能夠達(dá)到所需要的用電頻率(50hz,60hz等)
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