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在電器設備和無線電路中,變壓器常用作升降電壓、匹配阻抗,安全隔離等。在發(fā)電機中,不管是線圈運動通過磁場或磁場運動通過固定線圈,均能在線圈中感應電勢,此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數量卻有變動,這是互感應的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應,變換電壓,電流和阻抗的器件。 ![]() 變壓器的最基本形式,包括兩組繞有導線之線圈,并且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時,于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓,而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。 一般指連接交流電源的線圈稱之為一次線圈;而跨于此線圈的電壓稱之為一次電壓。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓,是由一次線圈與二次線圈間的匝數比所決定的。因此,變壓器區(qū)分為升壓與降壓變壓器兩種。 大部分的變壓器均有固定的鐵芯,其上繞有一次與二次的線圈。 基于鐵材的高導磁性,大部分磁通量局限在鐵芯里,因此,兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中,線圈與鐵芯二者間緊密地結合,其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此,變壓器之匝數比,一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由于此項升壓與降壓的功能,使得變壓器已成為現代化電力系統(tǒng)之一重要附屬物,提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟,至于降壓變壓器,它使得電力運用方面更加多元化,可以這樣說,沒有變壓器,現代工業(yè)實無法達到目前發(fā)展的現狀。 變壓器工作原理變壓器是變換交流電壓、交變電流和阻抗的器件,當初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(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。 變壓器的主要分類一般常用變壓器的分類可歸納如下: 1、按相數分: 1)單相變壓器:用于單相負荷和三相變壓器組。 2)三相變壓器:用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。 2、按冷卻方式分: 1)干式變壓器:依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風機冷卻,多用于高層建筑、高速收費站點用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。 2)油浸式變壓器:依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)等。 3、按用途分: 1)電力變壓器:用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。 2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。 3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。 4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器、電容式變壓器、移相變壓器等。 4、按繞組形式分: 1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統(tǒng)中的兩個電壓等級。 2)三繞組變壓器:一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中,連接三個電壓等級。 3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。 5、按鐵芯形式分: 1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。 2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料,空載電流下降約80%,是節(jié)能效果較理想的配電變壓器,特別適用于農村電網和發(fā)展中地區(qū)等負載率較低地方。 3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。 變壓器的特征參數工作頻率 變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大,故應根據使用頻率來設計和使用,這種頻率稱工作頻率。 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。 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。 電壓比 指變壓器初級電壓和次級電壓的比值,有空載電壓比和負載電壓比的區(qū)別。 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。 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生的損耗(銅損),這部分損耗很小。 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。 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。 變壓器損耗當變壓器的初級繞組通電后,線圈所產生的磁通在鐵芯流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產生電流,好像p一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線,這些銅導線存在著電阻,電流流過時這電阻會消耗一定的功率,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小于輸入功率,為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述,η=輸出功率/輸入功率。 變壓器滲漏故障排除造成滲漏的原因主要有兩個方面:一方面是在變壓器設計及制造工藝過程中潛伏下來的;另一方面是由于變壓器的安裝和維護不當引起的。變壓器主要滲漏部位經常出現在散熱器接口、平面碟閥帽子、套管、瓷瓶、焊縫、砂眼、法蘭等部位。 1、進出空氣 進出空氣是一種看不見的滲漏形式。例如套管頭部、儲油柜的隔膜、安全氣道的玻璃、焊縫砂眼以及鋼材夾砂等部位的進出空氣都是看不見的。多年來,電力系統(tǒng)的主要惡性事故大多是繞組的燒傷事故和因變壓器低壓出口短路對器身的嚴重損壞。 2、滲漏油的分類 變壓器的滲漏油可分為內漏和外漏兩種,而外漏又可分為焊縫滲漏和密封面滲漏兩種。 1)內漏:內漏最普遍的就是充油套管中的油以及有載調壓裝置切換開關油室的油向變壓器本體滲漏。 2)外漏:外漏分為焊縫滲漏和密封面滲漏兩種: 焊縫滲漏:焊縫滲漏是由于鋼板焊接部位存在砂眼所造成的。 密封面滲漏:密封面滲漏情況比較復雜,要具體問題具體分析。在變壓器大修或安裝過程中應把防止密封面滲漏作為一項重要工作。 到這里,關于《值得收藏!變壓器基礎知識詳解》已經全部結束了,該內容是云漢芯城小編通過網絡搜集資料整理而成,如果你還想了解更多關于電子元器件的相關知識及電子元器件行業(yè)實時市場信息,敬請關注微信公眾號 【云漢芯城】。
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