變壓器

變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號(hào)常用T當(dāng)作編號(hào)的開頭。例： T01， T201等。

變壓器工作原理

變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成，如圖所示。

變壓器原理

鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線圈之間沒(méi)有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線(或鋁線)繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈(或原線圈)，另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈(或副線圈)。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的，不可避免地存在銅損(線圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線)等，為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流(副線圈開路原線圈線圈中的電流)。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)(副線圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。

變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù)，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1，U2=e2(原線圈物理量用下角標(biāo)1表示，副線圈物理量用下角標(biāo)2表示)，其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

變壓器線圈

變壓器線圈是一種線圈，變壓器里面需要線圈才能運(yùn)轉(zhuǎn)。按相數(shù)分：(1)單相變壓器：用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。(2)三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。按容量分：小型變壓器的線圈一般用帶有絕緣的圓銅線，大型的變壓器則用帶有絕緣層的扁銅線。

線圈通常分為層式和餅式兩種。線圈的線匝沿軸向按層依次排列連續(xù)繞制的，稱為層式線圈。每層如圓筒狀，這是考慮線圈具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，不易變形和便于繞制。由兩層組成的線圈稱為雙層圓筒式;由多層組成的稱為多層圓筒式。

線圈的線匝沿徑向連續(xù)繞制成線餅(線段)后，再由許多線餅沿軸向排列組成的線圈稱為餅式線圈。如連續(xù)式、糾結(jié)式線圈均屬此類線圈形式。

變壓器線圈的幾種繞線方法

1》先繞初或次級(jí)線圈均可，通常選繞初級(jí)線圈后繞次級(jí)線圈，因?yàn)榇渭?jí)線圈的線徑相對(duì)較大，繞在外層使機(jī)械性能更為可靠。

2》初級(jí)線圈負(fù)載電壓較高，盡量順排繞向，線徑偏小難以順排繞時(shí)應(yīng)盡量不要繞組匝數(shù)過(guò)大重疊，以免前、后繞組的電壓差過(guò)大容易擊穿短路?？梢远鄬永@制，層與層之間應(yīng)塾白臘紙作為繞組間的絕緣。

3》初、次級(jí)之間應(yīng)用青殼紙或單面薄膜絕緣紙繞2層或3層加強(qiáng)絕緣。

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