變壓器的結構及相關原理
1.變壓器的結構:
變壓器由線圈繞組(浸漆銅線),鐵芯(矽鋼片),阻燃骨架等組成。一般而言,變壓器還有一個殼,主要用來起屏蔽和固定作用。
一般的變壓器具有一個初級繞組,一個或多個次級繞組,線圈繞在鐵芯上,給初級繞組加上交流電,由於電磁感應的原理,在次級繞組上則有電壓輸出。
2.變壓器的相關原理:
給變壓器初級繞組加上交流電後,在次級繞組周圍則產生交變的磁場。初級繞組通電後產生的磁力線絕大部分由鐵芯構成迴路(鐵芯的磁阻遠小於空氣的磁阻)。次級繞組繞在鐵芯上,這樣它的線圈切割磁力線而產生感應電動勢,結果在次級繞組兩端有電壓輸出。無論在鐵芯上繞幾個次級繞組,次級繞組上都會切割磁力線而產生感應電動勢。
變壓器的類別
1.按功能分:
包括開關變壓器,升壓變壓器,降壓變壓器和隔離變壓器等。
2.按裝配方式分:
包括插針式變壓器,嵌入式變壓器,有外殼固定式變壓器等。
變壓器常用參數及表示方法
n--------變壓器的匝比
N2------次級繞組的匝數(匝數:繞組的圈數)
N1------初級繞組的匝數
U2------次級繞組的輸出電壓
U1-----初級繞組的輸入電壓
I2------次級繞組的輸出電流
I1------初級繞組的輸入電流
P1-----初級輸入功率
P2-----次級輸出功率
Z2-----變壓器的負載阻抗
Z1-----變壓器的初級輸入阻抗
τ-----放電時間常數
T------電源周期 T=1/f
f-----電源頻率f=1/T
R-----從電流流入的方向看進去的等價負載阻抗
UR----等價於負載阻抗的
IR-----等價負載阻抗R的輸入電流
Ui-----穩壓器的輸入電壓
Uo----穩壓器的輸出電壓
變壓器的用途
變壓器是用在連接外接電源及用電器之間的一種電器,做電源使用。
一般的電子電路及電子設備都要用到變壓器。我們美的通過降壓變壓器提供的交流電源;經過整流—>濾波—>穩壓的後濾去其不穩定的脈衝幹擾成分,提供一種穩定的直流電壓,使電子電路與設備之間保持正常的工作和運行。
變壓器的主要特性
1.電壓比(匝變比)
它是次級,初級繞組的匝數之比,用n表示
n=N1/N2=U2/U1 ---------(公式1)
將公式變換一下得:
U2=U1*(N2/N1) ---------(公式2)
從公式1中可知:
當n>1時, U2>U1 為升壓變壓器;
當n=1時, U2=U1 為1∶1變壓器(如隔離變壓器);
當n<1時, U2<U1 為降壓變壓器 (這是常用的一種變壓器,也是我們目前所使用的變壓器)。
2.電壓與電流的關係
為了分析方便,假設變壓器是無損耗的,那麼初級輸入功率等
次級輸出功率。即P1=P2,由P=U*I得出:
U1*I1=U2*I2;得到:U2/U1=I1/I2 -------(公式3)
從公式3可知,當U2<U1時(即n<1),有I2>I1;當U2>U1時(即n>1)有I2<I1;就是說:電壓與匝數比成正比,電流與匝數成反比。換句話說在降壓變壓器中,次級輸出小電壓大電流,次級輸出電流大於初級輸入電流,所以這種變壓器次級繞組線徑比初級繞組的線徑粗,在開關變壓器中,次級輸出大電流小電壓,次級輸出電流小於初級輸入電流,所以這種變壓器次級繞組線徑比初級繞組線徑粗。
變壓器燒毀的三大原因分析
變壓器是電氣行業中常用的設備之一,其原理是利用電磁感應現象來達到變壓的目的,那麼變壓器在使用中會有哪些因素導致其無法正常工作,更嚴重甚至會燒毀呢?今天小編向大家總結3點。
第一,變壓器長期超負荷運行。這就是通常所說的小馬拉大車,長時間的過載導致內部溫度升高,加快絕緣老化,從而減少變壓器壽命;
第二,二次側短路。當變壓器二次側短路時產生的短路電流會達到額定電流的幾倍甚至幾十倍,從而燒毀變壓器;
第三,變壓器線圈匝間短路。繞組內電流增高,從而損傷絕緣,最終燒毀變壓器。因此變壓器的設計及生產過程中,一方面需要選擇合適的容量,另一方面需要注重製造中的細節,精益求精
在實際應用中,變壓器是存在損耗的,但電壓與電流的關係是符合上述的關係。