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      1. 新聞動態

        電源變壓器

        作者:admin發布::2014-05-16

        電源變壓器

         1.簡介   

        電源變壓器的功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離,作為一種主要的軟磁電磁元件,在電源技術中和電力電子技術中得到廣泛的應用。根據傳送功率的大小,電源變壓器可以分為幾檔:10kVA以上為大功率,10kVA~0.5kVA為中功率,0.5kVA~25VA為小功率,25VA以下為微功率。傳送功率不同,電源變壓器的設計也不一樣,應當是不言而喻的。有人根據它的主要功能是功率傳送,把英文名稱“Power Transformers”譯成“功率變壓器”,在許多文獻資料中仍然在使用。究竟是叫“電源變壓器”,還是叫“功率變壓器”好呢?有待于科技術語方面的權威機構來選擇決定。
        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,變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯。
        1.變壓器 ---- 靜止的電磁裝置
        變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能
        電壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。
        變壓器原理
        與電源相連的線圈,接收交流電能,稱為一次繞組,也稱初級繞組。
        與負載相連的線圈,送出交流電能,稱為二次繞組,也稱次級繞組。
        一次繞組的 二次繞組的
        電壓相量 U1 電壓相量 U2
        電流相量 I1 電流相量 I2
        電動勢相量 E1 電動勢相量 E2
        匝數 N1 匝數 N2
        2.理想變壓器
        不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗,
        其間耦合系數K=1 的變壓器稱之為理想變壓器
        描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為
        e1(t) = -N1 d φ/dt
        e2(t) = -N2 d φ/dt
        若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規律變化,
        則有
        不計鐵心損失,根據能量守恒原理可得
        由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關系
        令 K=N1/N2,稱為匝比(亦稱電壓比),則
        變壓器的結構簡介
        1.鐵心
        鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高,厚度為 0.35 \0.3\0.27 mm,
        表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝或繞制而成
        鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分,鐵心柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用
        鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種
        2.繞組
        繞組是變壓器的電路部分,
        它是用雙絲包(紙包)絕緣扁線或漆包圓線繞成
        變壓器的基本原理是電磁感應原理,現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當一次側繞組上加上電壓ú1時,流過電流í1,在鐵芯中就產生交變磁通?1,這些磁通稱為主磁通,在它作用下,兩側繞組分別感應電勢é1,é2,感應電勢公式為:E=4.44fN?m
        式中:E--感應電勢有效值
        f--頻率
        N--匝數
        ?m--主磁通最大值
        由于二次繞組與一次繞組匝數不同,感應電勢E1和E2大小也不同,當略去內阻抗壓降后,電壓ú1和ú2大小也就不同。
        當Satons變壓器二次側空載時,一次側僅流過主磁通的電流(í0),這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流í2時,也在鐵芯中產生磁通,力圖改變主磁通,但一次電壓不變時,主磁通是不變的,一次側就要流過兩部分電流,一部分為激磁電流í0,一部分為用來平衡í2,所以這部分電流隨著í2變化而變化。當電流乘以匝數時,就是磁勢。
        上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過磁勢平衡作用實現了一、二次側的能量傳遞。

        2.參數

        一、變壓器技術參數

        對不同類型的變壓器都有相應的技術要求,可用相應的技術參數表示.如電源變壓器的主要技述參數有:額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能,對于一般低頻變壓器的主要技述參數是:變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。
        A.電壓比:
        變壓器兩組線圈圈數分別為N1和N2,N1為初級,N2為次級.在初級線圈上加一交流電壓,在次級線圈兩端就會產生感應電動勢.當N2>N1時,其感應電動勢要比初級所加的電壓還要高,這種變壓器稱為升壓變壓器:當N2N2,V1>V2,該變壓器為降壓變壓器.反之則為升壓變壓器。
        B.變壓器的效率:
        在額定功率時,變壓器的輸出功率和輸入功率的比值,叫做變壓器的效率,即η=(P2÷P1)x100%式中η為變壓器的效率;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%,變壓器將不產生任何損耗.但實際上這種變壓器是沒有的.變壓器傳輸電能時總要產生損耗,這種損耗主要有銅損和鐵損。
        銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗.當電流通過線圈電阻發熱時,一部分電能就轉變為熱能而損耗.由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成,因此稱為銅損。
        變壓器的鐵損包括兩個方面.一是磁滯損耗,當交流電流通過變壓器時,通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化,使得硅鋼片內部分子相互摩擦,放出熱能,從而損耗了一部分電能,這便是磁滯損耗.另一是渦流損耗,當變壓器工作時.鐵芯中有磁力線穿過,在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流,由于此電流自成閉合回路形成環流,且成旋渦狀,故稱為渦流.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等級有密切關系,通常功率越大,損耗與輸出功率就越小,效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低。
        C變壓器的功率
        變壓器鐵心磁通和施加的電壓有關。在電流中勵磁電流不會隨著負載的增加而增加。雖然負載增加鐵心不會飽和,將使線圈的電阻損耗增加,超過額定容量由于線圈產生的熱量不能及時的散出,線圈會損壞,假如你用的線圈是由超導材料組成,電流增大不會引起發熱,但變壓器內部還有漏磁引起的阻抗,但電流增大,輸出電壓會下降,電流越大,輸出電壓越低,所以變壓器輸出功率不可能是無限的。假如你又說了,變壓器沒有阻抗,那么當變壓器流過電流時會產生特別大電動力,很容易使變壓器線圈損壞,雖然你有了一臺功率無限的變壓器但不能用。只能這樣說,隨著超導材料和鐵心材料的發展,相同體積或重量的變壓器輸出功率會增大,但不是無限大!
        電源變壓器標稱功率、電壓、電流等參數的標記,日久會脫落或消失。有的市售變壓器根本不標注任何參數。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標記電源變壓器參數的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價值。
        二、功率的估算
        電源變壓器傳輸功率的大小,取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積,不論是E形殼式結構,或是E形芯式結構(包括C形結構),均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面(矩形)面積。在測得鐵芯截面積S之后,即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
        例如:測得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W?剔除各種誤差外,實際標稱功率是30W。
        三、各繞組電壓的測量
        要使一個沒有標記的電源變壓器利用起來,找出初級的繞阻,并區分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務?,F以一實例說明判斷方法。
        例:已知一電源變壓器,共10個接線端子。試判斷各繞組電壓。
        第一步:分清繞組的組數,畫出電路圖。
        用萬用表R×1擋測量,凡相通的端子即為一個繞組?,F測得:兩兩相通的有3組,三個相通的有1組,還有一個端子與其他任何端子都不通。照上述測量結果,畫出電路圖,并編號。
        從測量可知,該變壓器有4個繞組,其中標號⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組,⑩號端子與任一繞組均不相通,是屏蔽層引出端子。
        第二步:確定初級繞組。
        對于降壓式電源變壓器,初級繞組的線徑較細,匝數也比次級繞組多。因此,像圖4這樣的降壓變壓器,其電阻最大的是初級繞組。
        第三步:確定所有次級繞組的電壓。
        在初級繞組上通過調壓器接入交流電,緩緩升壓直至220V。依次測量各繞組的空載電壓,標注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態下較長時間不發熱,說明變壓器性能基本完好,也進一步驗證了判定的初級繞組是正確的。
        四、各次級繞組最大電流的確定
        變壓器次級繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測得。測出直徑后,依據公式I=2D2,可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。

        3.串并聯

        電源變壓器與一般的器件一樣,應急工作時可以將其多個變壓器在一定條件下進行串并聯使用,如市售的電源變壓器是完全可以滿足要求。變壓器功率滿足要求時,而沒有合適的電壓,可以將兩個或多個變壓器串聯使用。

        1.電源變壓器的初級串聯
        在變壓器計算式中有一個常數N稱為匝數比,它是初級匝數與次級匝數之比,初次級電壓比關系為N,而初次級電流比關系為1/N。例如:兩個初級為220V,次級為18V的變壓器,N為13,如果將兩個變壓器的初級串聯,則在單個次級上輸出電壓將降到9V以下。而這種情況是在單個變壓器的次級電壓高于成倍用電器電源使用情況下,可以將兩個或多個變壓器初級串聯使用。而如再將兩個次級串聯就沒有多大使用價值了。在此情況下,只要保證單個變壓器的功率要求,則次級輸出電壓不一定相同,它的輸出電壓計算為:V單=(V1次+V2次+……Vn次)/Vn。
        2.電源變壓器的次級串聯電源變壓器的次級串聯是在單個功率滿足情況下,而次級輸出電壓不滿足時將兩個或多個變壓器的組合。如兩個變壓器的初級輸入為220V,次級輸出為18V時,如要給負載供33V電壓,則可以將兩個變壓器的次級串聯起來應用。電源變壓器的次級串聯也是很容易的,不同的次級輸出只要保證單個變壓器功率的條件下也是可以將其次級串聯應用的。在理想狀況下多個變壓器的初級輸入電壓相同時,總輸出計算式為:V總=V初單/(V1次+V2次+……Vn次)。
        3.變壓器的初級并聯
        這種情況是我們生活中常見的實例,多個不同供電的老式彩電中的遙控變壓器和主變壓器(電源開關變壓器)均屬于變壓器初級的并聯。[1]
        4. 變壓器的次級并聯
        電源變壓器的次級并聯是在單個變壓器次級輸出電壓相同而單個功率不能滿足的情況下的應用。其應用是將多個變壓器的次級電流疊加,以滿足負載的功率需要。電源變壓器的次級并聯,可使輸出功率為多個變壓器功率之和。
        電源變壓器的串聯應用時要注意以下幾點:
        (1)電源變壓器在串并聯時要注意變壓器的同名端,串聯應用時要順串而不能反串:
        (2)以上計算只是理想算法,而實際上在它們串并聯后的單個變壓器損耗是非常大的。每個電源變壓器的次級輸出電壓會比上式計算結果低的。
        (3)不同次級輸出,次級串聯應用時,可以是次級直接串聯,也可以在穩壓后再串聯。
        (4)電源電路中的共地是必須的。只有在一個參考點的條件下才能進行電位比較和電壓計算。

        4.種類及特點

        一般常用電源變壓器的分類可歸納如下:

        (1)按相數分:
        (1)單相電源變壓器:用于單相負荷和三相電源變壓器組。
        (2)三相電源變壓器:用于三相系統的升、降電壓。
        (2)按冷卻方式分:
        (1)干式電源變壓器:依靠空氣對流進行冷卻,一般用于局部照明、電子線路等小容量電源變壓器。
        (2)油浸式電源變壓器:依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環等。
        (3)按用途分:
        (1)電力變壓器:用于輸配電系統的升、降電壓。
        (2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。
        (3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。
        (4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器等。
        (4)按繞組形式分:
        (1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統中的兩個電壓等級。
        (2)三繞組變壓器:一般用于電力系統區域變電站中,連接三個電壓等級。
        (3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
        (5)按鐵芯形式分:
        (1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。
        (2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料,空載電流下降約80%,是節能效果較理想的配電變 壓器,特別適用于農村電網和發展中地區等負載率較低的地方。
        (3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。

        5.工作原理

        1[2]是輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器.升壓和降壓用不同的抽頭來實現.比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低.比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高.

        2其實原理和普通變壓器一樣的,只不過他的原線圈就是它的副線圈```一般的變壓器是左邊一個原線圈通過電磁感應,使右邊的副線圈產生電壓,自耦變壓器是自己影響自己。
        3自耦變壓器是只有一個繞組的變壓器,當作為降壓變壓器使用時,從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組;當作為升壓變壓器使用時,外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組,自耦變壓器的其余部分稱為串聯繞組,同容量的自藕變壓器與普通變壓器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且變壓器容量越大,電壓越高。這個優點就越加突出。因此隨著電力系統的發展、電壓等級的提高和輸送容量的增大,自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應用。
        由電磁感應的原理可知,變壓器并不要有分開的原繞組和副繞組,只有一個線圈也能達到變換電壓的目的。在圖1中,當變壓器原繞組W1接入交流電源U1時,變壓器原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在變壓器原繞組1,2,變壓器副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數.在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值。這種原,副繞組直接串聯,自行偶合的變壓器就叫自藕變壓器,又叫單圈變壓器。
        普通變壓器的原,副繞組是互相絕緣的,只用磁的聯系而沒有電的聯系,依線圈組數的不同,這種變壓器又可分為雙圈變壓器或多圈變壓器.由電磁感應的原理可知,并不要有分開的原繞組和副繞組,只有一個線圈也能達到變換電壓的目的.在圖1中,當原繞組W1接入交流電源U1時,原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在原繞組1,2,,副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數.在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯,自行偶合的變壓器稱為自耦變壓器,又叫單圈變壓器。
        自耦變壓器中的電壓,電流和匝數的關系和變壓器,既:U1/U2=W1/W2=I2/I1=K
        自耦變壓器最大特點是,副繞組是原繞組的一部分(如圖1的自耦降壓變壓器),或原繞組是副繞組的一部分(如圖2的自耦升壓變壓器)。
        自藕變壓器原,副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的。
        在忽略變壓器的激磁電流和損耗的下,可如下關系式
        降壓:I2=I1+I,I=I2-I1
        升壓:I2=I1-I,I=I1-I2
        P1=U1I1,P2=U2I2
        式中:
        I1是原繞組電流,I2是副繞組電流
        U1是原繞組電壓,U2是副繞組電壓
        P1是原繞組功率,P2是副繞組功率

        6.功能

        電源變壓器的最基本型式,包括兩組繞有導線之線圈,并且彼此以電感方式稱合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線圈時,于另一組線圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓,而感應的電壓大小取決于兩線圈耦合及磁交鏈之程度。

        一般指連接交流電源的線圈稱之為「一次線圈」(Primary coil);而跨于此線圈的電壓稱之為「一次電壓.」。在二次線圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓,是由一次線圈與二次線圈問的「匝數比」所決定的。因此,電源變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。   大部份的電源變壓器均有固定的鐵芯,其上繞有一次與二次的線圈?;阼F材的高導磁性,大部份磁通量局限在鐵芯里,因此,兩組線圈藉此可以獲得相當高程度之磁耦合。在一些變壓器中,線圈與鐵芯二者間緊密地結合,其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線圈匝數比相同。因此,變壓器之匝數比,一般可作為變壓器升壓或降壓的參考指標。由于此項升壓與降壓的功能,使得變壓器已成為現代化電力系統之一重要附屬物,提升輸電電壓使得長途輸送電力更為經濟,至于降壓變壓器,它使得電力運用方面更加多元化,吾人可以如是說,倘無變壓器,則工業實無法達到發展的現況。
        電源變壓器除了體積較小外,在電力變壓器與電子變壓器二者之間,并沒有明確的分界線。一般提供60Hz電力網絡之電源均非常龐大,它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限制,通常受限于整流、放大,與系統其它組件的能力,其中有些部份屬放大電力者,但如與電力系統發電能力相比較,它仍然歸屬于小電力之范圍。
        各種電子裝備常用到變壓器,理由是:提供各種電壓階層確保系統正常操作;提供系統中以不同電位操作部份得以電氣隔離;對交流電流提供高阻抗,但對直流則提供低的阻抗;在不同的電位下,維持或修飾波形與頻率響應?!缸杩埂蛊渲兄豁椫匾拍?,亦即電子學特性之一,其乃預設一種設備,即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個階層時,其間即使用到一種設備-變壓器。
        變壓器---利用電磁感應原理,從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸的重要元件
        1.電源變壓器 ---- 靜止的電磁裝置
        電源變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能
        電源變壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。
        電源變壓器原理
        與電源相連的線圈,接收交流電能,稱為一次繞組
        與負載相連的線圈,送出交流電能,稱為二次繞組
        一次繞組的 二次繞組的
        電壓相量 U1 電壓相量 U2
        電流相量 I1 電流相量 I2
        電動勢相量 E1 電動勢相量 E2
        匝數 N1 匝數 N2
        同時交鏈一次,二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱為主磁通
        2.理想變壓器
        不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗,
        其間耦合系數 K=1 的變壓器稱之為理想變壓器
        描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為
        e1(t) = -N1 d φ/dt
        e2(t) = -N2 d φ/dt
        若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規律變化,
        則有
        不計鐵心損失,根據能量守恒原理可得
        由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關系
        令 K=N1/N2,稱為匝比(亦稱電壓比),則

        7.損耗

        當電源變壓器的初級繞組通電后,線圈所產生的磁通在鐵芯流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產生電流,好像p一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵芯發熱電源變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制電源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”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的?!∮捎陔娫醋儔浩鞔嬖谥F損與銅損,所以它的輸出功率永遠小于輸入功率,為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述,η=輸出功率/輸入功率。

        8.材料

        要繞制一個電源變壓器我們必須對與電源變壓器有關的材料要有一定的認識,為此這里我就介紹一下這方面的知識。

        1)鐵芯材料

          電源變壓器使用的鐵芯材料主要有鐵片、低硅片,高硅片,的鋼片中加入硅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。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片,電源變壓器的質量所用的硅鋼片的質量有很大的關系,硅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、低硅片為9000-11000,高硅片為12000-16000,

        2)繞制電源變壓器通常用的材料

          漆包線,紗包線,絲包線,最常用的漆包線。對于導線的要求,是導電性能好,絕緣漆層有足夠耐熱性能,并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用QZ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,一般的電源變壓器框架材料可用酚醛紙板制作,層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離,繞阻間可用黃臘布作隔離。

        4)浸漬材料

          電源變壓器繞制好后,還要過最后一道工序,就是浸漬絕緣漆,它能增強電源變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命,一般情況下,可采用甲酚清漆作為浸漬材料。

        電源變壓器種類及特點

        一般常用電源變壓器的分類可歸納如下:

         (1)按相數分:

         (1)單相電源變壓器:用于單相負荷和三相電源變壓器組。

         (2)三相電源變壓器:用于三相系統的升、降電壓。

         (2)按冷卻方式分:

         (1)干式電源變壓器:依靠空氣對流進行冷卻,一般用于局部照明、電子線路等小容量電源變壓器。

         (2)油浸式電源變壓器:依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環等。

         (3)按用途分:

         (1)電力變壓器:用于輸配電系統的升、降電壓。

         (2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。

         (3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。

          4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器等。

         (4)按繞組形式分:

          (1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統中的兩個電壓等級。

          (2)三繞組變壓器:一般用于電力系統區域變電站中,連接三個電壓等級。

          (3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。

         (5)按鐵芯形式分:

            (1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。

             (2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料,空載電流下降約80%,是目前節能效果較理想的配電變 壓器,特別適用于農村電網和發展中地區等負載率較低的地方。

          (3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。

        9比較

        9.電源變壓器功率計算及應用

             電源變壓器有鐵芯和線圈組成.電源變壓器線圈分初級線圈和次級線圈.在初級線圈中通交流電時.電源變壓器鐵芯就產生了交變的磁場.次級線圈就感應出與初級頻率相同的交流電.電源變壓器線圈的圈數比等于電壓比.例如一個變壓器的初級線圈是880圈.次級是88圈.在初級接入220V電壓.次級就會輸出22V的交流電壓.電源變壓器不僅可以降壓也可升壓.遠距離輸電一般都用電源變壓器升高電壓.在用電處再用電源變壓器降到我們所需要的電壓。
        直流電源變壓器的說法不對.直流電不能變壓.直流電要變換電壓首先要用電子元件將直流電變為交流電,然后用變壓器變換電壓.這個設備叫逆變器.

        電源變壓器傳輸功率的大小,取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積,不論是E形殼式結構,或是E形芯式結構(包括C形結構),均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面(矩形)面積。在測得鐵芯截面積S之后,即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
          例如:測得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W剔除各種誤差外,實際標稱功率是30W。

          人造衛星遠離地面幾千至幾萬千米,為了使各種資料正確無誤發回地球,應避免衛星上 的各種儀器間的相互干擾和宇宙磁場的影響;在電信技術中,有些通信設備的線圈會產生互感;各種精密儀器儀表,為保持精確,必須避免雜散磁場和地磁場的影響,這一切必須用到磁屏蔽。怎樣進行磁屏蔽?可以先做一個簡單實驗研究一下。

          拿1塊銅板(或1張厚紙板)放在1塊永久磁鐵下面一定距離處,桌上放一根鐵針,使永久磁鐵和銅板(或厚紙板)一起慢慢往下移動,當永久磁鐵離桌面一定高度時,鐵針就被吸到銅板(或厚紙板)上,記下這個高度。

          將銅板換成鐵板,重復上述實驗,這時永久磁鐵必須放得離鐵針更近時才能把鐵針吸到鐵板上,這表明鐵板擋住了一部分磁感線。如果用的是純鐵板,永久磁鐵必須放得更近才能吸起鐵針。這表明純鐵板擋住了更多的磁感線。

          如用純鐵罩把永久磁鐵完全包圍起來,互相不接觸,即使鐵針再靠近一些純鐵罩,也不能被吸起來。這是因為銅板或厚紙板是非磁性材料,磁感線可以毫無阻擋地穿過它們,所以鐵針很容易吸起來。鐵板是磁性材料,它的磁導率較大,有良好的導磁作用,凡進入鐵板的磁感線大部分集中在鐵板里了。將純鐵做成屏蔽罩,把永久磁鐵封閉起來,永久磁鐵的磁感線絕大部分都集中在純鐵屏蔽罩內。屏蔽罩約厚,屏蔽效果越好。如果永久磁鐵或其他能夠產生磁場的物體置于純鐵屏蔽罩外面,則罩外的磁感線也基本上不能進入罩內,對于罩內的物體同樣可以免受罩外磁場的影響,從而達到了屏蔽目的。

          對于高頻交變磁場,情況就迥然不同了。銅和鋁等導電性能良好的金屬反而是理想的磁屏蔽材料。銅罩之所以能夠屏蔽高頻交變磁場,其原因在于高頻交變磁場能在銅罩上引起很大的渦流,由于渦流的去磁作用,銅罩處的磁場大大減弱,以致罩內的高頻交變磁場不能穿出罩外。同樣道理,罩外的高頻交變磁場也不能穿入罩內,從而達到磁屏蔽的目的。通常金屬的電阻率越小,引起的渦流越大,用這種金屬做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。鐵等磁性材料的電阻率一般都較大,引起的渦流就小,去磁作用就??;另一方面,磁性材料的高頻功率損耗大,屏蔽效果差,因此屏蔽高頻交變磁場時不采用磁性材料。

          屏蔽的原理是相同的。但是在高頻情況下,目前還沒有導磁率很高的材料用于屏蔽。在低頻狀態下磁導率很高的材料,到了高頻狀態,磁導率就變得很低了。即使專用的高頻鐵氧體,也很難超過100,與低頻下硅鋼片或者純鐵數千上萬的磁導率相比差的很多,不能有效地聚集磁場。同時,這些材料都是一次性成型材料,燒制完成以后不能二次加工以適應不同的需要。因此,才不得不使用渦流損耗、反電動勢產生反向磁場的方式來實現屏蔽。而產生渦流最好的材料,就是如純銅、純鋁等低電阻率的材料。

         


         
         
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