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变压器的工作原理与结构

2019-7-5 12:43:34

变压器的定义

           变压器利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能,是电能传递或信号传输的重要元件。它也可以说是将交流电转换成同频率的另一种交流电的静止电气设备。其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)

变压器的构造

1)变压器的铁芯又称闭合铁芯(由绝缘硅钢片叠合而成)。它既是磁路,又是套装绕组的骨架。铁芯分为芯柱,铁轭。为了减少铁芯损耗,铁芯通常采用含硅量较高,深圳市华鑫泰电气欢乐生肖彩票所采用的铁芯为进口铁芯,其厚度为0.3mm,表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。铁芯结构的基本形式分为芯式和壳式两种。

            ①芯式:铁轭靠着绕组的顶面和底面,而不包围绕组侧面,绕组的装配及绝缘也较为容易,因此国产的变压器均采用芯式结构(电力变压器常采用的结构)

            ②壳式:铁轭不仅包围顶面和底面,也包围绕组的侧面。这种结构的机械强度较好,但制造工艺复杂,用材料比较多。

2)绕组

            绕组是变压器的线圈性匝组合。用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。接入电能的一端称为初级绕组(或一次侧绕组),输出电能的一端称为次级绕组(或二次侧绕组),一、二次侧绕组中的电压高的一端称为高压绕组,电压低的一端称为低压绕组。高压绕组匝数多,导线细;低压绕组匝数少,导线粗。

若不计铁芯的损耗,根据能量的守恒原理有从高、低压绕组的相对应位置来看,变压器绕组可以分为同芯式和交叠式两类。

             ①同芯式:高、低压绕组同芯地套在铁芯柱上。为便于绝缘,一般低压绕组在里面高压在外面。

             ②交叠式:高、低压绕组互相交叠放置,为便于绝缘,上下两组为低压。

变压器的作用

            变压器利用其一次侧(初级)、二次侧(次级)绕组之间圈数(匝数)比的不通透来改变电压比或电流比,实现电能或信号的传输与分配。它主要有降低交流电压、提升交流电压、信号耦合、变换阻抗、隔离等作用。

变压器的主要性能指标

           对于不同类型的变压器都有相对应的技术要求,可用相应的技术参数表示。比如:变频电源变压器直流电源变压器稳压电源变压器、等安规电源变压器的主要技术参数有额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能;一般低频变压器的主要技术参数有变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。

1.效率:在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值叫做变压器的效率。变压器在传输电能时总要产生损耗,这种损耗主要有铜损和铁损。

          变压的铜损是指变压器线圈电阻所引起的铜损。当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就能转变为热能而损耗。由于线圈一般导游绝缘的铜线缠绕而成所以称该损耗为铜损。

          变压器的铁损主要包括两个方面:一方面是磁滞损耗,当交流电通过变压器时,通过变压器硅钢片的磁力线的方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗;另一方面是涡流损耗,当变压器工作时,铁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流,涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,因此这种损耗称为涡流损耗。

           变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗赶快来越大,损耗与输出功率就越小,效率也就越高。反之,功率越小,效率也就降低。

            额定电流指在额定电压和额定环境温度下各种不超过允许值的长期允许通过电流,单位为A

2。空载试验

              空载试验是指变压器的一次侧施加额定电压,二次侧断开运行的试验。通常用额定电流的百分数表示变压器的空载状态下的损耗(称为空载损耗),它主要包括铁芯中的磁滞和涡流损耗。它习惯上称为铁损,有时也称为不变损耗,可通过空载损耗的值分析铁芯质量或是否存在缺陷。

3。短路试验

              短路试验是指二次侧短路、一次侧绕组通过额定电流的试验。该实验需要测量两个数值:阻抗电压(也称为短路电压)和短路损耗,他们分表表示变压器通过额定电流时变压器自身阻抗上产生的电压损耗及电能损耗。习惯上短路损耗又称铜损或可变损,主要反映绕组的性能、

4.温升

              温升是指变压器在满负荷工作时线圈温度上升后的稳定值与工作环境温度的差值。温升是影响变压器绝缘性能的原因之一。

5.空载电流

              当二次侧负载为零(开路)时,一次侧中仍有一定的电流,这部分电流叫做空载电流。

深圳市华鑫泰电气欢乐生肖彩票技术部编辑  

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