變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件, 是利用電磁感應(yīng)原理,( 因磁通量變化產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象,閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)里做切割磁力線的運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生電流,這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)),變壓器就是從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器。
變壓器 ---- 靜止的電磁裝置 .
當(dāng)初級(jí)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(jí)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(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。
二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱為主磁通
與電源相連的線圈,接收交流電能,稱為一次繞組。
與負(fù)載相連的線圈,送出交流電能,稱為二次繞組
一次繞組的 二次繞組的
電壓相量 U1 電壓相量 U2
電流相量 I1 電流相量 I2
電動(dòng)勢(shì)相量 E1 電動(dòng)勢(shì)相量 E2
匝數(shù) N1 匝數(shù) N2
2.理想變壓器就是不計(jì)其他損耗的假設(shè),實(shí)際中的變壓器有百分之幾的損耗.
若一次、二次繞組的電壓、電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值均按正弦規(guī)律變化則U1 /U2=E1/E2=N1/N2
不計(jì)鐵心損失,根據(jù)能量守恒原理可得:U1I1=U2I2
由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系:U1/U2=I2/I1
令 K=N1/N2,稱為匝比(亦稱電壓比):則U1/U2=K I1/I2=1/K
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)型變壓器、金屬箔變壓器。
按電源相數(shù)分類:?jiǎn)蜗嘧儔浩?、三相變壓器、多相變壓器?/font>
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(lái)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(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)開路時(shí),初級(jí)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(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(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的比值稱為初、次級(jí)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。
不計(jì)一次、二次繞組的電阻和鐵耗,
其間耦合系數(shù) K=1 的變壓器稱之為理想變壓器
描述理想變壓器的電動(dòng)勢(shì)平衡方程式為
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
變壓器是將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能的電力設(shè)備。