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1、变压器变压器 binyaq)(Transformer)是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯） 。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。基 本 介 绍介 绍变 压 器 的 功 能 主 要 有 ： 电 压 变 换 ； 电 流 变 换 ， 阻 抗 变 换 ； 隔 离 ； 稳 压 （ 磁 饱和 变 压 器 ） ;自 耦 变 压 器 ； 高 压 变 压 器 （ 干 式 和 油 浸 式 ） 等 ， 变 压 器 常 用 的铁 芯 形 状 一 般 有 E 型 和 C 型 铁 芯 ， XED 型 ， ED 型 CD 型 。 变 压 器 按 用
2、 途 可 以 分 为 ： 配 电 变 压 器 、 电 力 变 压 器 、 全 密 封 变 压 器 、组 合 式 变 压 器 、 干 式 变 压 器 、 油 浸 式 变 压 器 、 单 相 变 压 器 、 电 炉 变 压 器 、整 流 变 压 器 、 电 抗 器 、 抗 干 扰 变 压 器 、 防 雷 变 压 器 、 箱 式 变 电 器 试 验 变 压器 、 转 角 变 压 器 、 大 电 流 变 压 器 、 励 磁 变 压 器 。 变 压 器 的 最 基 本 型 式 ， 包 括 两 组 绕 有 导 线 之 线 圈 ， 并 且 彼 此 以 电 感 方式 称 合 一 起 。 当 一 交 流 电 流
3、 (具 有 某 一 已 知 频 率 )流 于 其 中 之 一 组 线 圈 时 ，于 另 一 组 线 圈 中 将 感 应 出 具 有 相 同 频 率 之 交 流 电 压 ， 而 感 应 的 电 压 大 小 取决 于 两 线 圈 耦 合 及 磁 交 链 之 程 度 。 一 般 指 连 接 交 流 电 源 的 线 圈 称 之 为 一 次 线 圈 (Primary coil);而 跨于 此 线 圈 的 电 压 称 之 为 一 次 电 压 。 在 二 次 线 圈 的 感 应 电 压 可 能 大 于 或小 于 一 次 电 压 ， 是 由 一 次 线 圈 与 二 次 线 圈 间 的 匝 数 比 所 决 定
4、的 。 因 此 ，变 压 器 区 分 为 升 压 与 降 压 变 压 器 两 种 。 大 部 分 的 变 压 器 均 有 固 定 的 铁 芯 ， 其 上 绕 有 一 次 与 二 次 的 线 圈 。 基 于 铁材 的 高 导 磁 性 ， 大 部 分 磁 通 量 局 限 在 铁 芯 里 ， 因 此 ， 两 组 线 圈 藉 此 可 以 获 得相 当 高 程 度 之 磁 耦 合 。 在 一 些 变 压 器 中 ， 线 圈 与 铁 芯 二 者 间 紧 密 地 结 合 ， 其一 次 与 二 次 电 压 的 比 值 几 乎 与 二 者 之 线 圈 匝 数 比 相 同 。 因 此 ， 变 压 器 之 匝 数比
5、 ， 一 般 可 作 为 变 压 器 升 压 或 降 压 的 参 考 指 标 。 由 于 此 项 升 压 与 降 压 的 功能 ， 使 得 变 压 器 已 成 为 现 代 化 电 力 系 统 之 一 重 要 附 属 物 ， 提 升 输 电 电 压 使得 长 途 输 送 电 力 更 为 经 济 ， 至 于 降 压 变 压 器 ， 它 使 得 电 力 运 用 方 面 更 加 多 元化 ， 可 以 这 样 说 ， 没 有 变 压 器 ， 现 代 工 业 实 无 法 达 到 目 前 发 展 的 现 况 。 电 子 变 压 器 除 了 体 积 较 小 外 ， 在 电 力 变 压 器 与 电 子 变 压
6、器 二 者 之 间 ， 并没 有 明 确 的 分 界 线 。 一 般 提 供 50Hz 电 力 网 络 之 电 源 均 非 常 庞 大 ， 它 可 能 是涵 盖 有 半 个 洲 地 区 那 般 大 的 容 量 。 电 子 装 置 的 电 力 限 制 ， 通 常 受 限 于 整 流 、放 大 ， 与 系 统 其 它 组 件 的 能 力 ， 其 中 有 些 部 分 属 放 大 电 力 者 ， 但 如 与 电 力 系统 发 电 能 力 相 比 较 ， 它 仍 然 归 属 于 小 电 力 之 范 围 。 隔 离 变 压 器各 种 电 子 装 备 常 用 到 变 压 器 ， 理 由 是 ： 提 供 各
7、种 电 压 阶 层 确 保 系 统 正 常 操 作 ;提供 系 统 中 以 不 同 电 位 操 作 部 分 得 以 电 气 隔 离 ;对 交 流 电 流 提 供 高 阻 抗 ， 但 对直 流 则 提 供 低 的 阻 抗 ;在 不 同 的 电 位 下 ， 维 持 或 修 饰 波 形 与 频 率 响 应 。 阻抗 其 中 之 一 项 重 要 概 念 ， 亦 即 电 子 学 特 性 之 一 ， 其 乃 预 设 一 种 设 备 ， 即 当电 路 组 件 阻 抗 系 从 一 阶 层 改 变 到 另 外 的 一 个 阶 层 时 ， 其 间 即 使 用 到 一 种 设 备-变 压 器 。 变 压 器 又 有
8、 其 做 试 验 而 用 的 ， 是 试 验 变 压 器 ， 分 别 可 以 分 为 充 气 式 ， 油浸 式 ， 干 式 等 试 验 变 压 器 ， 是 发 电 厂 、 供 电 局 及 科 研 单 位 等 广 大 用 户 的 用来 做 交 流 耐 压 试 验 的 基 本 试 验 设 备 ， 通 过 了 国 家 质 量 监 督 局 的 标 准 ， 用 于 对各 种 电 气 产 品 、 电 器 元 件 、 绝 缘 材 料 等 进 行 规 定 电 压 下 的 绝 缘 强 度 试 验 变 压 器 -利 用 电 磁 感 应 原 理 ， 从 一 个 电 路 向 另 一 个 电 路 传 递 电 能 或 传
9、输 信 号 的 一 种 电 器 是 电 能 传 递 或 作 为 信 号 传 输 的 重 要 元 件 1.变 压 器 - 静 止 的 电 磁 装 置 变 压 器 可 将 一 种 电 压 的 交 流 电 能 变 换 为 同 频 率 的 另 一 种 电 压 的 交 流 电 能 电 压 器 的 主 要 部 件 是 一 个 铁 心 和 套 在 铁 心 上 的 两 个 绕 组 。 变 压 器 原 理 与 电 源 相 连 的 线 圈 ， 接 收 交 流 电 能 ， 称 为 一 次 绕 组 与 负 载 相 连 的 线 圈 ， 送 出 交 流 电 能 ， 称 为 二 次 绕 组 一 次 绕 组 的 二 次 绕
10、组 的 电 压 相 量 U1 电 压 相 量 U2 电 流 相 量 I1 电 流 相 量 I2 电 动 势 相 量 E1 电 动 势 相 量 E2 匝 数 N1 匝 数 N2 同 时 交 链 一 次 ， 二 次 绕 组 的 磁 通 量 的 相 量 为 m ,该 磁 通 量 称 为 主 磁通 组 成变 压 器 组 成 部 件 包 括 器 身 (铁 芯 、 绕 组 、 绝 缘 、 引 线 )、 变 压 器 油 、 油箱 施 耐 德 Trihal 树 脂 浇 注 干 式 变 压 器和 冷 却 装 置 、 调 压 装 置 、 保 护 装 置 (吸 湿 器 、 安 全 气 道 、 气 体 继 电 器 、
11、 储 油柜 及 测 温 装 置 等 )和 出 线 套 管 。 制 作 原 理在 发 电 机 中 ， 不 管 是 线 圈 运 动 通 过 磁 场 或 磁 场 运 动 通 过 固 定 线 圈 ， 均能 在 线 圈 中 感 应 电 势 ， 此 两 种 情 况 ， 磁 通 的 值 均 不 变 ， 但 与 线 圈 相 交 链 的 磁通 数 量 却 有 变 动 ， 这 是 互 感 应 的 原 理 。 变 压 器 就 是 一 种 利 用 电 磁 互 感 应 ， 变换 电 压 ， 电 流 和 阻 抗 的 器 件 。 工 作 原 理变 压 器 是 变 换 交 流 电 压 、 电 流 和 阻 抗 的 器 件 ，
12、当 初 级 线 圈 中 通 有 交 流 电流 时 ， 铁 芯 （ 或 磁 芯 ） 中 便 产 生 交 流 磁 通 ， 使 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 有 两 个 或 两 个 以 上 的 绕 组 ，其 中 接 电 源 的 绕 组 叫 初 级 线 圈 ， 其 余 的 绕 组 叫 次 级 线 圈 。 2.理 想 变 压 器 不 计 一 次 、 二 次 绕 组 的 电 阻 和 铁 耗 ， 其 间 耦 合 系 数 K=1 的 变 压 器 称 之 为 理 想 变 压 器 描 述 理 想 变 压 器
13、 的 电 动 势 平 衡 方 程 式 为 e1(t) = -N1 d /dt e2(t) = -N2 d /dt 若 一 次 、 二 次 绕 组 的 电 压 、 电 动 势 的 瞬 时 值 均 按 正 弦 规 律 变 化 ， 则 有 不 计 铁 芯 损 失 ， 根 据 能 量 守 恒 原 理 可 得 由 此 得 出 一 次 、 二 次 绕 组 电 压 和 电 流 有 效 值 的 关 系 令 K=N1/N2， 称 为 匝 比 （ 亦 称 电 压 比 ） ， 则 二 .变 压 器 的 结 构 简 介 1.铁 芯 铁 芯 是 变 压 器 中 主 要 的 磁 路 部 分 。 通 常 由 含 硅 量 较
14、 高 ， 厚 度 分 别 为 0.35 mm0.3mm0.27 mm， 表 面 涂 有 绝 缘 漆 的 热 轧 或 冷 轧 硅 钢 片 叠 装 而 成 铁 芯 分 为 铁 芯 柱 和 横 片 俩 部 分 ， 铁 芯 柱 套 有 绕 组 ； 横 片 是 闭 合 磁 路 之 用 铁 芯 结 构 的 基 本 形 式 有 心 式 和 壳 式 两 种 2.绕 组 绕 组 是 变 压 器 的 电 路 部 分 ， 它 是 用 双 丝 包 绝 缘 扁 线 或 漆 包 圆 线 绕 成 变 压 器 的 基 本 原 理 是 电 磁 感 应 原 理 ， 现 以 单 相 双 绕 组 变 压 器 为 例 说 明其 基 本
15、 工 作 原 理 ： 当 一 次 侧 绕 组 上 加 上 电 压 Ú1 时 ， 流 过 电 流Í1， 在 铁 芯 中 就 产 生 交 变 磁 通 Ø1， 这 些 磁 通 称 为 主 磁 通 ，在 它 作 用 下 ， 两 侧 绕 组 分 别 感 应 电 势 É1， É2， 感 应 电 势 公式 为 ： E=4.44fNØm 式 中 ： E-感 应 电 势 有 效 值 f-频 率 N-匝 数 Øm-主 磁 通 最 大 值 由 于 二 次 绕 组 与 一 次 绕 组 匝 数 不 同 ， 感 应 电 势
16、E1 和 E2 大 小 也 不 同 ，当 略 去 内 阻 抗 压 降 后 ， 电 压 Ú1 和 Ú2 大 小 也 就 不 同 。 当 变 压 器 二 次 侧 空 载 时 ， 一 次 侧 仅 流 过 主 磁 通 的 电 流 （ Í0） ，这 个 电 流 称 为 激 磁 电 流 。 当 二 次 侧 加 负 载 流 过 负 载 电 流 Í2 时 ， 也在 铁 芯 中 产 生 磁 通 ， 力 图 改 变 主 磁 通 ， 但 一 次 电 压 不 变 时 ， 主 磁 通 是 不 变 的 ，一 次 侧 就 要 流 过 两 部 分 电 流 ， 一 部 分 为 激 磁 电 流 Í0， 一 部 分 为 用 来平 衡 Í2， 所 以 这 部 分 电 流 随 着 Í
