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10个问题让你秒懂变压器!

1. 什么是变压器?

变压器是利用电磁感应原理来进行变换交流电压的一种器件。变压器是输配电的基础设备,广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。

2. 变压器是干什么用的?

变压器的主要作用是升高或降低交流电压,以得到想要的目标电压。在我们日常生活中,电从发电厂输送到千家万户里,给各式各样的家电供电。为降低远距离电力运输的损耗,发电厂输出的是高压电,高达几十万伏。但家电需要的电压是220伏,有些小电器仅需几十伏,这时,就需要通过变压器改变电压,以适应各种应用。

此外,变压器还有电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等功能。

3.变压器是如何工作的?工作原理是?

简单说变压器的工作原理就是“电生磁,磁生电”。

变压器的主要构件是线圈和铁芯(或磁芯),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。铁心的作用是加强两个线圈间的磁耦合。

变压器通过电磁感应的原理来改变电压。当初级线圈通上交流电时,变压器铁芯产生交变磁场,次级线圈就产生感应电动势。这表明,两组线圈只有磁耦合没有电联系,但是次级线圈会与初级线圈一样,存在电动势。把次级线圈两端看成是一个新的电源,当次级线圈中的电路闭合就有交变电流产生。

4.变压器变压比怎么算?

变压器能改变电压,但具体改变了多少呢?

事实上,变压器的线圈的匝数比等于电压比,即:

U1/U2=N1/N2

式中U1、U2为初级、次级线圈的电压;N1、N2为初级、次级线圈的匝数。

变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器。当变压器的初级线圈接在交流电源上时,铁心中便产生交变磁通,交变磁通用φ表示。因为初级、次级线圈中的φ是相同的。由法拉第电磁感应定律可知,初级、次级线圈中的感应电动势为:

e1=-N1dφ/dt

e2=-N2dφ/dt

由图可知:

U1=-e1

U2=e2

综合可得:

U1/U2=N1/N2

即变压器的线圈的匝数比等于电压比。例如:初级线圈是500匝,次级线圈是250匝,初级通上220V交流电,次级电压就是110V。

值得注意的是,变压器的线圈的匝数比等于电压比,这是理想情况下比值,说明理想变压器本身无功率损耗。但实际变压器总存在损耗,包括铜损(线圈电阻发热)、铁损(铁心发热)和漏磁(经空气闭合的磁感应线)等。

5.变压器有哪些类型?

从电压分类:有低压变压器、高压变压器、超高压变压器;

从结构分类,有双绕组变压器,多绕组变压器,分裂变压器,自偶变压器;

从冷却方式分类:有空冷变压器、油冷变压器,水冷变压器(极少);

从绝缘介质分类:有油浸变压器,干式变压器,气体绝缘变压器;

从相数分类:有单相变压器、三相变压器、分体变压器;

按用途分类:有电力变压器,专用电源变压器,调压变压器,测量变压器(电压互感器、电流互感器),小型电源变压器(用于小功率设备),安全变压器。

6.常用的变压器有哪些?


图源:华秋商城

7.变压器主要参数是什么?

额定频率:批变压器设计时所规定的运行频率。变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用。用ƒN 表示,单位赫兹(HZ)。我国规定额定频率为50HZ。

额定容量:指变压器工作状态下的输出功率,用视在功率表示。用SN 表示,单位为KVA或VA。

额定电压:指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。用UN表示,单位为KV或V。一次额定电压用UN1 表示,二次额定电压用UN2表示。

额定电流:指在额定容量和允许温升条件下,通过变压器一、二次绕组出线端子的电流,用IN表示,单位KA或A。一次绕组电流用IN1表示,二次绕组电流用IUN21 表示。

额定功率:在规定的频率和电压下,变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。

8.变压器如何选型?

首先要调查用电地方的电源电压,用户的实际用电负荷和所在地方的条件,然后参照变压器铭牌标示的技术数据逐一选择。

那如何确定变压器的合理容量呢?

一般应从变压器容量、电压、电流及环境条件综合考虑,其中容量选择应根据用户用电设备的容量、性质和使用时间来确定所需的负荷量,以此来选择变压器容量。

在正常运行时,应使变压器承受的用电负荷为变压器额定容量的75~90%左右。运行中如实测出变压器实际承受负荷50小于%时,应更换小容量变压器,如大于变压器额定容量应立即更换大变压器。

同时,在选择变压器根据线路电源决定变压器的初级线圈电压值,根据用电设备选择次级线圈的电压值,最好选为低压三相四线制供电。这样可同时提供动力用电和照明用电。

对于电流的选择要注意负荷在电动机起动时能满足电动机的要求(因为电动机起动电流要比下沉运行时大4~7倍)。

9.低频变压器和高频变压器的区别是?

根据变压器的工作频率不同,一般可以分成低频变压器和高频变压器。

两者的主要区别包括下面3点:

首先频率不同。 日常生活中,工频交流电的频率是50Hz,我们把工作在这一频率下的变压器叫做低频变压器;而高频变压器的工作频率可达几十kHz到几百kHz。

其次,体积不同。 输出功率相同的低频变压器与高频变压器,高频变压器的体积要比低频变压器要小很多。变压器在电源电路中算是个头比较大的元件,在保证输出功率的同时想要把体积做得小,就要使用高频变压器,所以在开关电源里都会用到高频变压器。

还有,芯所使用的材料不同。 低频变压器的铁芯一般是使用很多片硅钢片堆叠而成的,而高频变压器的铁芯是用高频磁性材料(如:铁氧体)组成的。(所以高频变压器的铁芯一般叫做磁芯)

10.什么是变压器的铭牌?有哪些主要技术数据?

变压器的铭牌标明该台变压器的性能、技术规格和使用场合,用来满足用户的选用,通常选用注意的主要技术数据有:

(1)、额定容量的千伏安数。即额定状态下变压器的输出能力。如单相变压器额定容量=U线×I线;三相变压器容量=U线×I线。

(2)、额定电压伏数。分别标明初级线圈的端电压和次级线圈的端电压(不接负载时)值。注意三相变压器的端电压指线电压U线值。

(3)、额定电流安培数。指在额定容量和允许温升条件下,初级线圈和次级线圈允许长期通过的线电流I线值。

(4)、电压比。指初级线圈额定电压与次级线圈额定电压之比。

(5)、接线方式。单相变压器仅有高低压各一组线圈,只供给单相使用,三相变压器则有Y/△式。除以上技术数据外,还有变压器的额定频率、相数、温升、变压器的阻抗百分比等。

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