第6章變壓器知識(shí)點(diǎn)及實(shí)用電路詳解(電子線路課件)

王琳第6章

變壓器知識(shí)點(diǎn)及實(shí)用電路詳解一、教學(xué)內(nèi)容：6.1認(rèn)識(shí)變壓器6.2變壓器的主要特性6.3電源變壓器電路詳解二、教學(xué)時(shí)數(shù)：4學(xué)時(shí)三、教學(xué)方法：理論與實(shí)際動(dòng)手相結(jié)合第6章變壓器知識(shí)點(diǎn)及實(shí)用電路詳解一、教學(xué)目標(biāo)：能認(rèn)識(shí)變壓器。了解變壓器的主要特性。會(huì)分析變壓器的實(shí)用電路。二、教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識(shí)變壓器三、教學(xué)難點(diǎn)：分析變壓器的實(shí)用電路。第6章變壓器知識(shí)點(diǎn)及實(shí)用電路詳解6.1認(rèn)識(shí)變壓器變壓器是一種利用線圈電磁感應(yīng)特性制成的器件。它也是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電流時(shí)，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）。在電路中用字母“T”（舊標(biāo)準(zhǔn)為“B”）表示。變壓器的功能：變壓器是利用初級、次級繞組之間匝數(shù)比的不同來改變電壓比或電流比，實(shí)現(xiàn)電能或信號(hào)的傳輸與分配。其主要有降低、提升交流電壓、信號(hào)耦合、變換阻抗、隔離等作用。1、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。6.1認(rèn)識(shí)變壓器2、變壓器的外形特征開關(guān)變壓器電源變壓器中頻變壓器6.1認(rèn)識(shí)變壓器6.1認(rèn)識(shí)變壓器3、變壓器的圖形符號(hào)從它的圖形符號(hào)上，可以看出變壓器的各線圈結(jié)構(gòu)情況，這對分析變壓器電路和檢測變壓器都有利。變壓器的圖形符號(hào)沒有統(tǒng)一的具體形式，變化比較多，但不影響識(shí)圖。自耦變壓器的圖形符號(hào)與電感器的圖形符號(hào)有些類似，但前者必有一個(gè)抽頭，后者沒有抽頭。6.1認(rèn)識(shí)變壓器4、變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。變壓器常用的鐵心形狀一般有E型和C型鐵心。除此之外還有骨架、外殼和引腳。6.1認(rèn)識(shí)變壓器5、變壓器的工作原理當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時(shí)，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢U2，同時(shí)ф1也會(huì)在初級線圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時(shí)次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個(gè)電流我們稱為“空載電流”。6.1認(rèn)識(shí)變壓器如果次級接上負(fù)載，次級線圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時(shí)I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵心里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個(gè)理想的變壓器次級負(fù)載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓，但是不能改變允許負(fù)載消耗的功率。6.1認(rèn)識(shí)變壓器關(guān)于變壓器工作原理的說明：輸出電壓與輸入電壓頻率相同；不能輸出直流電壓，（當(dāng)初級線圈輸入直流電壓時(shí)，次級線圈不能輸出直流電壓）?？偨Y(jié)：當(dāng)給變壓器初級線圈輸入交流電壓時(shí)，它的次級線圈兩端會(huì)輸出交流電壓，這就是變壓器的基本工作原理。6.1認(rèn)識(shí)變壓器6、變壓器的損耗當(dāng)變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵心流動(dòng)，因?yàn)殍F心本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢，這個(gè)電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好象一個(gè)旋渦所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵心發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時(shí)這電阻會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。由于變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率，為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來對此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。6.1認(rèn)識(shí)變壓器6.1認(rèn)識(shí)變壓器7、變壓器的主要參數(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(jì)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(shí)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。6.1認(rèn)識(shí)變壓器5、空載電流：變壓器次級開路時(shí)，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（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(shí)，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的比值。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)。音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)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。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，稱為變壓器的通頻帶B。初、次級阻抗比：變壓器初、次級接入適當(dāng)?shù)淖杩筊i和Ro,使變壓器初、次級阻抗匹配，則Ri和Ro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。6.1認(rèn)識(shí)變壓器6.1認(rèn)識(shí)變壓器8、變壓器的標(biāo)注方法最常用的標(biāo)注方法是直標(biāo)法，各種用途變壓器標(biāo)注的具體內(nèi)容不同，無統(tǒng)一格式。（1）DB-50-2（DB表示電源變壓器；50表示額定功率；2表示產(chǎn)品的序號(hào)）（2）音頻輸出變壓器在次級線圈引腳處標(biāo)出8?（表示只能接阻抗為8?的揚(yáng)聲器）（3）有的電源變壓器在外殼上標(biāo)出變壓器的圖形符號(hào)，然后在各線圈符號(hào)上標(biāo)出電壓數(shù)值（說明各線圈的輸出電壓）6.1認(rèn)識(shí)變壓器8、變壓器的標(biāo)注方法低頻變壓器的型號(hào)命名法由三部分組成:例DB一20一3第一部分:主稱，用字母表示。第二部分:功率，用數(shù)字表示。第三部分:序號(hào)，用數(shù)字表示。

電源變壓器

DB音頻輸出變壓器CB音頻輸入變壓器RB或TB高壓變壓器GB音頻（定阻式）輸出變壓器SB或ZB音頻（定壓式）輸出變壓器SB或EB6.1認(rèn)識(shí)變壓器例如1：SJL-1000/10，為三相油浸自冷式鋁線、雙線圈電力變壓器，額定容量為1000千伏安、高壓側(cè)額定電壓為10千伏電力變壓器的型號(hào)表示方法:基本型號(hào)+設(shè)計(jì)序號(hào)--額定容量(KVA)/高壓側(cè)電壓例如2:S7-315/10變壓器：即三相（S）銅芯10KV變壓器,容量315KVA,設(shè)計(jì)序號(hào)7為節(jié)能型.例如3：scr9-500/10，s11-m-100/10S--三相C--澆注成型（干式變壓器）r纏繞型9（11）--設(shè)計(jì)序號(hào)500（100）--容量（KVA）10--額定電壓（KV）m--密閉6.1認(rèn)識(shí)變壓器中頻變壓器的命名方法：晶體管收音機(jī)(調(diào)幅)中的中頻變壓器命名方法由三部分組成:第一部分:主稱，用幾個(gè)字母組合表示名稱、特征、用途。第二部分:外形尺寸，用數(shù)字表示。第三部分:序號(hào)，用數(shù)字表示?！?”表示第一中放電用中頻變壓器,“2”表示第二中放電路用中頻變壓器;“3”表示第三中放電路用中頻變壓器。例：TTF一1一1表示調(diào)幅收音機(jī)用的磁性瓷心式中頻變壓器，第一個(gè)“1”表示外形尺寸為7x7x12，第二個(gè)“1”表示序號(hào)（1）是第一級中放用中頻變壓器。6.1認(rèn)識(shí)變壓器9、變壓器的常見故障：匝間短路Note：a.分析含有變壓器的電路時(shí)要分兩部分來分析：當(dāng)電源波形為上半軸時(shí)，上為“+”，下為“﹣”。反之，則為“﹣”，下為“+”。b.變壓器實(shí)物引腳少的為輸入端，引腳多的為輸出端，露出的導(dǎo)線接地用。c.正常變壓器運(yùn)行時(shí)的溫度不高，聲音不太大，并且不會(huì)電人。受損時(shí)的運(yùn)行溫度高，聲音大，并且會(huì)電人。10、電壓比概念變壓器兩組線圈圈數(shù)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(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢.當(dāng)N2>N1時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)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(dāng)N2<N1時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢要比初級所加的電壓低，這種變壓器稱為降壓變壓器。當(dāng)變壓器制造出來后，它的電壓比就定了。n=N1/N2=U1/U2式中n稱為電壓比(圈數(shù)比)當(dāng)n<1時(shí)，則N1<N2，U1<U2，該變壓器為升壓變壓器。反之則為降壓變壓器。6.1認(rèn)識(shí)變壓器11、電壓、電流和阻抗的關(guān)系降壓變壓器的輸出電壓雖然低，但是輸出電流大，所以次級線圈比初級線圈線徑粗。升壓變壓器則相反。變壓器初級線圈和次級線圈的阻抗關(guān)系如下表：6.1認(rèn)識(shí)變壓器電壓比變壓器名稱阻抗關(guān)系說明n=11：1變壓器Z1＝Z2,變壓器無阻抗變換。n>1降壓變壓器Z1>Z2,變壓器輸入阻抗大于輸出阻抗。n<1升壓變壓器Z1<Z2,變壓器輸入阻抗小于輸出阻抗。變壓器的隔離特性Note：當(dāng)人身同時(shí)接觸次級線圈的兩端時(shí)，便有220V的電壓加到人體上。次級線圈的兩端分別對地的電壓為零。6.2變壓器的主要特性變壓器的同名端特性Note：對同一個(gè)線圈的兩個(gè)端點(diǎn)，由于它們的電壓相等，相位相反，所以是異名端。同名端只出現(xiàn)在緊耦合的變壓器中。6.2變壓器的主要特性變壓器的通交隔直特性Note：a.變壓器不能將初級線圈中的直流電流加到次級線圈，具有隔直特性。b.變壓器初級線圈中通過交流電流時(shí)，次級線圈兩端有交流電壓輸出，具有通交特性。c.在變壓器中，次級線圈的輸出電壓一定是交流電壓，這一電壓的頻率一定與初級線圈中的輸入電壓頻率相同。6.2變壓器的主要特性變壓器的互感現(xiàn)象和屏蔽a.互感現(xiàn)象當(dāng)給變壓器的初級線圈通入交流電時(shí)，初級線圈產(chǎn)生交變磁場，次級線圈中的交變磁通引起感應(yīng)電動(dòng)勢。初級線圈和次級線圈之間的相互作用稱為耦合。b.屏蔽為防止散布在變壓器附近的磁力線通過變壓器附近的其它線圈或電路，在其它線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢而造成磁干擾，需要給變壓器加上屏蔽殼，使其中的磁場不向外輻射。6.2變壓器的主要特性6.3電源變壓器電路詳解一、簡單的電源變壓器電路變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的較低的交變電壓，這一電壓加到整流二極管VD上。分析的關(guān)鍵：1.從電路中看清電源變壓器有幾組次級線圈。2.找出次級線圈的哪一端接地線。這對于檢測時(shí)電壓的測量很重要。次級線圈帶抽頭電源變壓器電路6.3電源變壓器電路詳解次級線圈帶抽頭接地的電源變壓器電路6.3電源變壓器電路詳解6.3電源變壓器電路詳解二、半波整流電路變壓器把市電電壓（多為220伏）變換為所需要的交變電壓e2，D再把交流電變換為脈動(dòng)直流電。半波整流是以“犧牲”一半交流