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变压器知识

助工
2007-12-15 23:22:17     打赏

变压器知识
变压器的是一种常见的电气设备, 可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗

或改变相位。

变压器的意义

发电厂欲将P=3UIcosφ的电功率输送到用电的区域,在P、cosφ为一定值时,若采用的电压愈高,则输电线路中的电流愈小,因而可以减少输电线路上的

损耗,节约导电材料。 所以远距离输电采用高电压是最为经济的。

目前,我国交流输电的电压最高已达500kV。这样高的电压,无论从发电机的安全运行方面或是从制造成本方面考虑,都不允许由发电机直接生产。 发电

机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、 15.75 kV等几种,因此必须用升压变压器将电压升高才能远距离输送。

电能输送到用电区域后,为了适应用电设备的电压要求,还需通过各级变电站(所)利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。

在用电方面,多数用电器所需电压是380V、220V或36 V,少数电机也采用3kV、6kV等。

变压器分类

按其用途不同,有电源变压器、电力变压器,调压变压器,仪用互感器,隔离变压器。按结构分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器及自耦变

压器。按铁心结构分为壳式变压器和心式变压器。按相数分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。变压器的种类虽多,但基本原理和结构是一样的。

变压器的基本结构

(1)铁心

变压器压器由套在一个闭合铁心上的两个或多个线圈(绕组)构成,

铁心和线圈是变压器的基本组成部分。铁心构成了电磁感应所需的磁路。为了减少磁通变化时所引起的涡流损失,变压器的铁心要用厚度为0.35~0.5mm

的硅钢片叠成。片间用绝缘漆隔开。铁心分为心式和客式两种。

(2)线圈

变压器和电源相连的线圈称为原绕组(或原边, 或初级绕组),其匝数为N 1 ,和负载相连的线圈称为副绕组(或副边, 或次级绕组),其匝数为N 2 。

绕组与绕组及绕组与铁心之间都是互相绝缘的。


变压器几乎在所有的电子产品中都要用到,它原理简单但根据不同的使用场合(不同的用途)变压的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有:

电压变换;阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等,变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。一、变压器的基本原理 图1是变压器的原理简体图

,当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1,它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次

级线圈中感应出互感电势U2,同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近,从而限制了I1的大小。为

了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级没接负载,初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们

称为“空载电流”。如果次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通ф2,ф2的方向与ф1相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁

通量有所减少,从而使初级自感电压E1减少,其结果使I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加,ф1也增加,并且

ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的

功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈 而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率。二、变压器的损

耗当变压器的初级绕组通电后,线圈所产生的磁通在铁心流动,因为铁心本身也是导体,在垂直于磁力线的平面上就会感应电势,这个电势在铁心的断面

上形成闭合回路并产生电流,好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加,并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡

流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线,这些铜导线存在着电阻,电流流过时这电阻会消耗一定的功率,这部分损耗

往往变成热量而消耗,我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。由于变压器存在着铁损与铜损,所以它的输出功率永远

小于输入功率,为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述,η=输出功率/输入功率。三、变压器的材料要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关

的材料要有一定的认识,为此这里我就介绍一下这方面的知识。1、铁心材料:变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片,高硅片,的钢片中加入硅能

降低钢片的导电性,增加电阻率,它可减少涡流,使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片,变压的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系,

硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示,一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000,高硅片为12000-16000,2、绕制变压器通常用的材料有漆

包线,沙包线,丝包线,最常用的漆包线。对于导线的要求,是导电性能好,绝缘漆层有足够耐热性能,并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用

Q2型号的高强度的聚脂漆包线。3、绝缘材料在绕制变压器中,线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离,均要使用绝缘材料,一般的变压器框架材料可用酚

醛纸板制作,层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离,绕阻间可用黄腊布作隔离。4、浸渍材料:变压器绕制好后,还要过最后一道工序,就是浸渍绝缘漆,

它能增强变压器的机械强度




关键词: 变压器     知识     电压     电流     绕组     铁心    

助工
2007-12-20 11:46:27     打赏
2楼
好东西! 没有变压器什么都干不成

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