变压器

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变压器(Transformer)

目录

什么是变压器

  变压器由铁心或磁心与线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组称为一次绕组又称为初级绕组,其余的绕组称为二次绕组又称为次级绕组。变压器具有降压、升压、信号耦合、能量传递、变换阻抗、隔离等作用。

变压器主要特点

  • 该产品体积小,重量轻(比同等级油浸试验变压器轻40%-65%).
  • 洁净,无油污,勿需维护。
  • 不受恶劣气候环境影响,现场搬运勿须静止即可做试验。
  • 绝缘强度明显高于油浸试验变压器,电晕极小。

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N1,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N2。绕组与绕组及绕组与铁心之间都是互相绝缘的。

变压器的主要参数[1]

  (1)匝数比

  变压器的匝数比n = N1 / N2 = V1 / V2 = I2 / I1N1为一次绕组的匝数,N2为二次绕组的匝数,V1为一次绕组两端的电压,V2为二次绕组两端的电压,I1为流过一次绕组的电流,I2为流过二次绕组的电流。

  升匝变压器的匝数比n<1,降压变压器的匝数比n>1,隔离变压器约匝数比n=1。

  (2)额定功率

  此参数一般用于电源变压器。它是指变压器在额定的工作频率和电压下,能长期工作而不超过限定温度时的输出功率。由于额定功率中有部分无功功率,因此变压器的容量单位用伏安(V·A)表示。

  (3)工作频率

  即变压器的工作频率范围。由于变压器的铁心损耗与频率关系很大,不同工作频率范围的变压器,一般不能互换使用。当变压器在其频率范围外工作时,会出现工作时温度升高或不能正常工作等现象。

  (4)效率

  在额定负载时,变压器输出功率(Pφ)与输入功率(Pi)的比值称为效率(η),即

  \eta=(P_{\phi}/P_i)\times100%

  变压器的效率与输出功率成正比,一般在60%~80%之间。电源变压器和音频变压器在使用时需要考虑效率,而中高频变压器一般不考虑效率。

  对于电源变压器还有由产生磁通和铁心损耗所产生的空载电流及当变压器二次绕组开路时在一次绕组上测得的空载损耗等参数。

  对于音频变压器和高频变压器还有频率响应,通频带宽,一次、二次绕组的阻抗比等参数。

常用变压器的分类及特点

  ①电源变压器

  一般是指将市电变换成供电子电路使用的工作电源变压器。电源变压器所使用的铁心通常有E型、c型、R型及O型等多种,E型铁心成本较低,但磁路气隙较大、效率较低、工作时电噪声较大;C型或R型铁心的磁路气隙比E型小,性能比E型有所提高;0型铁心(又称为环型铁心)由冷轧硅钢带卷绕而成,磁路中无气隙,漏磁较小,工作时电噪声较小。

  ②自耦变压器

  自耦变压器的绕组为有抽头的单线圈,由于其输入与输出间没有电隔离,因此不具备隔离直流的功能。一般在容量较小时采用自耦方式,容量较大时采用感应方式。

  ③低频变压器

  主要用于传送信号电压和信号功率,还可实现电路之间的阻抗匹配,对直流电具有隔离作用。低频变压器可分为级间耦合变压器、输入变压器和输出变压器,其外形与电源变压器相似。例如:级间耦合变压器在音频放大电路中可将前级放大电路的输出信号传送至后一级,并作适当的阻抗变换;输入变压器用于音频放大电路的推动级和功率放大级之问,起信号耦合、传输作用;输出变压器用于音频放大电路的功放输出与扬声器之间,起信号传输和阻抗匹配的作用。

  ④中频变压器

  常在收音机或电视机中作为选频元件使用,俗称中周,属于可调磁心变压器。

  ⑤高频变压器

  指工作频率超过中频(10kHz)的变压器,常用于高频开关电源逆变器等电路中。

  ⑥脉冲变压器

  其工作电压、电流等均为非正弦脉冲波,常用于电视机的行输出、晶闸管触发等各种脉冲电路中。

  ⑦隔离变压器

  具有隔离电源、切断干扰源的耦合通路和传输通道等作用。接入隔离变压器可实现“悬浮”供电,隔离变压器可使两个有联系的电路不能形成回路,有效地切断干扰信号的通路。

变压器的使用

  在使用变压器时,应注意变压器的规格、性能参数及外形尺寸是否符合要求,不同规格型号的变压器不能替换。对于电源变压器,选用时应留有一定的功率余量。一般电源电路可使用E型铁心,对高保真音频功率放大器应选用C型、R型或O型变压器。铁心材料、输出功率、输出电压相同的电源变压器,才可以直接互换使用。

参考文献

  1. 浙江大学电工电子基础教学中心,电子技术课程组编,王小海等主编.电子技术基础实验教程.高等教育出版社,2011.03.
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评论(共3条)

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125.230.73.* 在 2016年7月6日 11:31 发表

n = N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2 公式錯誤

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203.69.53.* 在 2016年10月3日 16:49 发表

同1樓,電流比為匝數比之反比

回复评论
苏青荇 (Talk | 贡献) 在 2016年10月8日 11:06 发表

125.230.73.* 在 2016年7月6日 11:31 发表

n = N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2 公式錯誤

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