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变压器原理

时间:2021-11-01 阅读:

变压器是一种变换交流电压、电流和阻抗的装置。当交流电流通过初级线圈时,在铁芯(或磁芯)中产生交流磁通量,从而在次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成。线圈具有两个或更多个绕组。与电源相连的绕组称为初级绕组,其余绕组称为次级绕组。在发电机中,无论是线圈通过磁场移动还是磁场通过固定线圈移动,都会在线圈中感应出电势。在这两种情况下,磁通量的值保持不变,但与线圈相交的磁通量不同。变化,这就是互感原理。


不同类型的变压器都有相应的技术要求,可以用相应的技术参数来表示。例如,电力变压器的主要技术参数有:额定功率、额定电压电压比、额定频率、工作温度等级、温升、调压率、绝缘性能和防潮性能。一般低频变压器的主要技术参数有:变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。


变压器原理


电压比:


两组变压器线圈匝数分别为N1和N2。N1 是主要的,N2 是次要的。当初级线圈施加交流电压时,次级线圈两端会产生感应电动势。当 N2>N1 时,感应电动势高于初级施加的电压。这种变压器称为升压变压器;当N2


n=N1/N2


式中,n称为电压比(匝数比)。当n>1,则N1>N2,U1>U2,变压器为降压变压器。相反,它是一个升压变压器。


变压器效率:


在额定功率下,变压器的输出功率与输入功率的比值称为变压器效率,其中η为变压器效率;P1为输入功率,P2为输出功率。


当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时,效率η等于100%,变压器不会产生任何损耗。但实际上并没有这样的变压器。变压器在传输电能时总会产生损耗,这种损耗主要包括铜损和铁损。铜损是指变压器线圈电阻引起的损耗。当电流流过线圈电阻产生热量时,部分电能转化为热量而损失掉。由于线圈一般用绝缘铜线绕制,故称为铜损。


变压器的铁损包括两个方面。首先是滞后损耗。当交流电通过变压器时,通过变压器硅钢片的磁力线的方向和大小也随之发生变化,使硅钢片内部的分子相互摩擦而放出热能,从而失去部分电能。这就是滞后损耗。另一个是涡流损耗,当变压器工作时。如果有磁力线通过铁芯,则在垂直于磁力线的平面内会产生感应电流。由于此电流形成闭合回路并形成涡流,因此称为涡流。涡流的存在使铁芯发热,消耗能量。这种损耗称为涡流损耗。


变压器的效率与变压器的功率水平密切相关。一般功率越大,损耗与输出功率之比越小,效率越高。相反,功率越低,效率越低。