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變壓器原理

發布:2021-11-01 閱讀量:

變壓器是一種變換交流電壓、電流和阻抗的裝置。當交流電流通過初級線圈時,在鐵芯(或磁芯)中產生交流磁通量,從而在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。線圈具有兩個或更多個繞組。與電源相連的繞組稱為初級繞組,其余繞組稱為次級繞組。在發電機中,無論是線圈通過磁場移動還是磁場通過固定線圈移動,都會在線圈中感應出電勢。在這兩種情況下,磁通量的值保持不變,但與線圈相交的磁通量不同。變化,這就是互感原理。


不同類型的變壓器都有相應的技術要求,可以用相應的技術參數來表示。例如,電力變壓器的主要技術參數有:額定功率、額定電壓電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、調壓率、絕緣性能和防潮性能。一般低頻變壓器的主要技術參數有:變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。


變壓器原理


電壓比:


兩組變壓器線圈匝數分別為N1和N2。N1 是主要的,N2 是次要的。當初級線圈施加交流電壓時,次級線圈兩端會產生感應電動勢。當 N2>N1 時,感應電動勢高于初級施加的電壓。這種變壓器稱為升壓變壓器;當N2


n=N1/N2


式中,n稱為電壓比(匝數比)。當n>1,則N1>N2,U1>U2,變壓器為降壓變壓器。相反,它是一個升壓變壓器。


變壓器效率:


在額定功率下,變壓器的輸出功率與輸入功率的比值稱為變壓器效率,其中η為變壓器效率;P1為輸入功率,P2為輸出功率。


當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時,效率η等于100%,變壓器不會產生任何損耗。但實際上并沒有這樣的變壓器。變壓器在傳輸電能時總會產生損耗,這種損耗主要包括銅損和鐵損。銅損是指變壓器線圈電阻引起的損耗。當電流流過線圈電阻產生熱量時,部分電能轉化為熱量而損失掉。由于線圈一般用絕緣銅線繞制,故稱為銅損。


變壓器的鐵損包括兩個方面。首先是滯后損耗。當交流電通過變壓器時,通過變壓器硅鋼片的磁力線的方向和大小也隨之發生變化,使硅鋼片內部的分子相互摩擦而放出熱能,從而失去部分電能。這就是滯后損耗。另一個是渦流損耗,當變壓器工作時。如果有磁力線通過鐵芯,則在垂直于磁力線的平面內會產生感應電流。由于此電流形成閉合回路并形成渦流,因此稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發熱,消耗能量。這種損耗稱為渦流損耗。


變壓器的效率與變壓器的功率水平密切相關。一般功率越大,損耗與輸出功率之比越小,效率越高。相反,功率越低,效率越低。

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