變壓器常識

變壓器的是一種常見的電氣裝置，可用來把某種數值的交變電壓變換為同頻率的另一數值的交變電壓，也可以改變交流電的數值及變換阻抗或改變相位。

變壓器的意義

發電廠欲將p=3uicosφ的電功率輸送到用電的區域，在p、cosφ為一定值時，若採用的電壓愈高，則輸電線路中的電流愈小，因而可以減少輸電線路上的損耗，節約導電材料。所以遠距離輸電採用高電壓是最為經濟的。

目前，我國交流輸電的電壓最高已達500kv。這樣高的電壓，無論從發電機的安全執行方面或是從製造成本方面考慮，都不允許由發電機直接生產。發電機的輸出電壓一般有3.

15kv、6.3kv、10.5kv、15.

75kv等幾種，因此必須用公升壓變壓器將電壓公升高才能遠距離輸送。

電能輸送到用電區域後，為了適應用電裝置的電壓要求，還需通過各級變電站（所）利用變壓器將電壓降低為各類電器所需要的電壓值。

在用電方面，多數用電器所需電壓是380v、220v或36v，少數電機也採用3kv、6kv等。

變壓器分類

按其用途不同，有電源變壓器、電力變壓器，調壓變壓器，儀用互感器，隔離變壓器。按結構分為雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器及自耦變壓器。按鐵心結構分為殼式變壓器和心式變壓器。

按相數分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。變壓器的種類雖多，但基本原理和結構是一樣的。

變壓器的基本結構

（1）鐵心

變壓器壓器由套在乙個閉合鐵心上的兩個或多個線圈（繞組）構成，

鐵心和線圈是變壓器的基本組成部分。鐵心構成了電磁感應所需的磁路。為了減少磁通變化時所引起的渦流損失，變壓器的鐵心要用厚度為0.

35～0.5mm的矽鋼片疊成。片間用絕緣漆隔開。

鐵心分為心式和客式兩種。

（2）線圈

變壓器和電源相連的線圈稱為原繞組（或原邊,或初級繞組），其匝數為n1，和負載相連的線圈稱為副繞組（或副邊,或次級繞組），其匝數為n2。繞組與繞組及繞組與鐵心之間都是互相絕緣的。

變壓器幾乎在所有的電子產品中都要用到，它原理簡單但根據不同的使用場合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵心形狀一般有e型和c型鐵心。

一、變壓器的基本原理圖1是變壓器的原理簡體圖，當乙個正弦交流電壓u1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流i1並產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢u2，同時ф1也會在初級線圈上感應出乙個自感電勢e1，e1的方向與所加電壓u1方向相反而幅度相近，從而限制了i1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，並且變壓器本身也有一定的損耗，儘管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為「空載電流」。

如果次級接上負載，次級線圈就產生電流i2，並因此而產生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓e1減少，其結果使i1增大，可見初級電流與次級負載有密切關係。當次級負載電流加大時i1增加，ф1也增加，並且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵心裡總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認為乙個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。

變壓器能根據需要通過改變次級線圈的圈而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。

二、變壓器的損耗當變壓器的初級繞組通電後，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直於磁力線的平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合迴路並產生電流，好象乙個旋渦所以稱為「渦流」。這個「渦流」使變壓器的損耗增加，並且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫公升增加。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」。所以變壓器的溫公升主要由鐵損和銅損產生的。由於變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小於輸入功率，為此我們引入了乙個效率的引數來對此進行描述，η=輸出功率/輸入功率。

三、變壓器的材料要繞制乙個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識，為此這裡我就介紹一下這方面的知識。1、鐵心材料：變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低矽片，高矽片，的鋼片中加入矽能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。

我們通常稱為加了矽的鋼片為矽鋼片，變壓器的質量所用的矽鋼片的質量有很大的關係，矽鋼片的質量通常用磁通密度b來表示，一般黑鐵片的b值為6000-8000、低矽片為9000-11000，高矽片為12000-16000，2、繞制變壓器通常用的材料有漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。對於導線的要求，是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，並且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用q2型號的高強度的聚脂漆包線。

3、絕緣材料在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板製作，層間可用聚脂薄膜或**紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。4、浸漬材料：變壓器繞制好後，還要過最後一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度

變壓器的基本原理

變壓器是利用線圈互感特性構成的一種元器件，幾乎在所有的電子產品中都要用到。它原理簡單，但根據不同的使用場合（不同的用途），變壓器的繞制工藝會有所不同。變壓器的功能主要有：

電壓變換；阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）等。它是由乙個初級線圈（線圈圈數n1）及乙個次級線圈（線圈圈數n2）環繞著乙個核心。常用的鐵心形狀一般有e型和c型。

e1是初級電壓，e2是次級電壓。

e2 = e1×（n2/n1）

上圖是變壓器的原理簡體圖，當乙個正弦交流電壓u1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流i1並產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路，在次級線圈中感應出互感電勢u2，同時ф1也會在初級線圈上感應出乙個自感電勢e1，e1的方向與所加電壓u1方向相反而幅度相近，從而限制了i1的大小。

為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，並且變壓器本身也有一定的損耗，儘管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為「空載電流」。

如果次級接上負載，次級線圈就產生電流i2，並因此而產生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓e1減少，其結果使i1增大，可見初級電流與次級負載有密切關係。

當次級負載電流加大時i1增加，ф1也增加，並且ф1增加部分正好補充了被ф2 所抵消的那部分磁通，以保持鐵心裡總磁通量不變。

如果不考慮變壓器的損耗，可以認為乙個理想的變壓器次級負載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。

變壓器能根據需要通過改變次級線圈的圈數而改變次級電壓，但是不能改變允許負載消耗的功率。

下圖是各種變壓器的電路符號，從變壓器的電路符號可以看出變壓器的線圈結構。

圖(a)所示變壓器共有兩組線圈，即1～2為一次線圈（又稱為初級線圈，線圈又稱為繞組），3～4位二次線圈（又稱為次級線圈）。電路符號中垂直的實線表示這一變壓器有鐵心。

圖(b)所示變壓器有兩組次級線圈，即3～4為一組，5～6為另外一組。另外電路符號中有實線的同時還有一條虛線，它表示變壓器的初級和次級線圈之間設有乙個遮蔽層，在使用中這一遮蔽層的一端要接線路中的地線（決不能兩端同時接地），遮蔽層起抗干擾作用。這種變壓器多為電源變壓器。

圖(c)所示變壓器在初級和次級線圈的一端畫有乙個小黑點，這是「同名端」的標記。

圖(d)所示的變壓器沒有中間實線，表示這種變壓器沒有鐵心，有時用一條虛線來表示變壓器用的是磁芯（此時電路符號中是沒有實線的），一般是高頻或是中頻變壓器，這是過去的表示方式，現在規定當變壓器有鐵心或是磁芯時均用一條實線表示。

圖(e)所示的變壓器，它的次級線圈有抽頭，即4腳是次級線圈3～5的抽頭。

關於抽頭有兩種情況：

1) 中心抽頭，即當3～4之間的匝數等於4～5之間的匝數時成為中心抽頭；

2) 非中心抽頭，此時3～4、4～5之間的匝數不等。

圖(f)所示的變壓器，它的初級線圈中有乙個抽頭2。

圖(g)所示的變壓器，它只有乙個線圈2是抽頭，這是乙個自耦變壓器。

若2～3之間為初級，1～3之間就為次級線圈此時它就是乙個公升壓器。

當1～3之間為初級線圈，2～3之間為次級線圈，這就是乙個降壓器。

變壓器的損耗

當變壓器的初級繞組通電後，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直於磁力線的平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合迴路並產生電流，好象乙個旋渦所以稱為「渦流」。這個「渦流」使變壓器的損耗增加，並且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫公升增加。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」。

所以變壓器的溫公升主要由鐵損和銅損產生的。

由於變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小於輸入功率，為此我們引入了乙個效率的引數來對此進行描述，η=輸出功率/輸入功率。

變壓器的材料

要繞制乙個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識，為此這裡我就介紹一下這方面的知識。

1、鐵心材料

變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低矽片，高矽片。

鋼片中加入矽能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少，我們通常稱加了矽的鋼片為矽鋼片，變壓器的質量同所用矽鋼片的質量有很大關係。

矽鋼片的質量通常用磁通密度b來表示，一般黑鐵片的b值為6000-8000，低矽片為9000-11000，高矽片為12000-16000。

2、繞制材料

漆包線，沙包線，絲包線是繞制變壓器通常用的材料，最常用的是漆包線。

對於導線的要求，是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，並且要有一定的耐腐蝕能力。

一般情況下最好用q2型號的高強度的聚脂漆包線。

3、絕緣材料

繞制變壓器時，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料。

一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板製作，層間可用聚脂薄膜或**紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。

4、浸漬材料

變壓器繞制好後，還要過最後一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命。

一般情況下，可採用甲酚清漆作為浸漬材料。

多繞組變壓器同名端的判別

在使用多繞組變壓器時，常常需要弄清各繞組引出線的同名端或異名端，才能正確地將線圈併聯或串聯使用。

按上圖所示電路，任找一組繞組線圈接上1.5~3v電池，然後將其餘各繞組線圈抽頭分別接在直流毫伏表或直流毫安表的正負接線柱上。

變壓器常識

變壓器常識

變壓器常識

變壓器常識ABC

相關推薦