变压器是利用电磁感应原理制成的静止用电器
当变压器的原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。原、副线圈中的φ是相同的,φ也是简谐函数,表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知,原、副线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、副线圈的匝数。国外常用两种方法来解决上述问题:其一,采用nomex绝缘纸和普通油配合的混合绝缘技术对传统变压器进行改造,改造后的设备容量显著提高。由图可知U1=-e1,U2=e2(原线圈物理量用下角标1表示,副线圈物理量用下角标2表示),其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,称变压器的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即变压器原、副线圈电压有效值之比,等于其匝数比而且原、副线圈电压的位相差为π。
进而得出:
U1/U2=N1/N2
在空载电流可以忽略的情况下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副线圈电流有效值大小与其匝数成反比,且相位差π。
进而可得
I1/ I2=N2/N1
理想变压器原、副线圈的功率相等P1等于P2。说明理想变压器本身无功率损耗。实际变压器总存在损耗,其效率为η=等于P2除以P1。电力变压器的效率很高,可达90%以上。
变压器功率的估算
电源变压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积,不论是E形壳式结构,或是E形芯式结构(包括C形结构),均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面(矩形)面积。在测得铁芯截面积S之后,即可按P=S2/1.5估算出变压器的功率P。常用的几种优质硅钢片型号如下∶D41–D42,磁力线密度(单位–GS高斯)10000–12000GS。式中S的单位是cm2。
各绕组电压的测量
要使一个没有标记的电源变压器利用起来,找出初级的绕组,并区分次级绕组的输出电压是基本的任务。
线圈的机器绕制和手工绕制各有什么优缺点
机器绕制变压器的优点是且外观成形漂亮,但绕制高个子小洞眼的环型变压器却比较麻烦,而且在绝缘处理工艺的可靠性方面反不如手工绕制到位。手工绕制可以将变压器的漏磁做得非常小,其在绕制过程中能针对线圈匝数的布局随时予以调整,所以真正的Hi–END变压器一定是纯手工绕制,纯手工绕制的缺点是效率低、速度慢。如较薄高导磁硅钢片或非晶合金的应用,阶梯接缝全斜结构铁心、卷铁心(平面型、立体型)、退火工艺的应用等。
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