想必大家對變壓器的工作原理這個詞感到陌生吧,都不知道它大概的含義是什么呢?現(xiàn)在我們來了解下。什么是變壓器的工作原理?有 以下幾個要注意的,之前就有考慮過這個問題呢,還特意為此還專門去查詢了一些資料哦!正好把資料共享給你看看吧!1. 什么是 變壓器(Transformer)是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵心(磁芯)。在電器設備和無線電路中,常用作升降電壓、匹配阻抗,安全隔離等。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:配電變壓器、電力變壓器、全密封變壓器、組合式變壓器、干式變壓器、油浸式變壓器、單相變壓器、電爐變壓器、整流變壓器等。變壓器工作原理 一.變壓器的工作原理變壓器---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?shù)闹匾?.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。變壓器原理圖(圖3.1.2)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 設一次繞組的 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(shù) N1 匝數(shù) 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請注意 圖3.1.2 各物理量的參考方向確定。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(shù) 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/dte2(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(guī)律變化,則有不計鐵心損失,根據(jù)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),則二.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 或 0.5 mm,表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分,鐵心柱套有繞組;鐵軛閉合磁路之用鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種 心式變壓器結構示意圖(圖3.1.6)2.繞組繞組是變壓器的電路部分,它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成 變壓器的基本原理是電磁感應原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理(如上圖):當一次側繞組上加上電壓ú1時,流過電流í1,在鐵芯中就產(chǎn)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(shù) ?m--主磁通最大值 由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)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(chǎn)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(shù)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(xiàn)了一、二次側的能量傳遞。 變壓器工作原理動畫演示三、變壓器的類型變壓器是一種靜止電機,它可以將一種電壓的電能轉換為另一種電壓的電能。 一、變壓器分類及用途 電力變壓器:電力系統(tǒng)傳輸電能的升壓變壓器/降壓變壓器/配電變壓器等。 問題5-1 遠距離輸電為什么必須采用高壓輸電? 電爐變壓器(專用) 給電爐(如煉鋼爐)供電。電焊變壓器(專用)給電焊機供電。 整流變壓器(專用): 給直流電力機車供電。儀用變壓器:用在測量設備中。 電子變壓器:用在電子線路中。 二、變壓器的工作原理 (1)原理圖 一個鐵心:提供磁通的閉合路徑。 兩個繞組:1次側繞組(原邊)N1,2次側繞組(副邊)N2。 (2)工作原理 當1次繞組接交流電壓后,電流i0,該電流在鐵心中產(chǎn)生一個交變的主磁通Φ。 Ф在兩個繞組中分別產(chǎn)生感應電勢e1和e2 e1=-N1dФ/dt?e2=-N2dФ/dt如果略去繞組電阻和漏抗壓降,則 u1/u2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2? u1/u2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2=k, k定義為變壓器的變比。 5-2 變壓器的類型和結構 1、類型 除了按以上用途分類外,變壓器還可以按相數(shù)/繞組數(shù)目/鐵心形式/冷卻方式等特征分類。 按相數(shù)分:單相/三相/多相等 按繞組數(shù):雙繞組/自耦/三繞組/多繞組 鐵心形式:心式/殼式 冷卻方式:干式/油浸式等 2、結構(電力變壓器) 變壓器主要部件是繞組和鐵心(器身)。 繞組是變壓器的電路,鐵心是變壓器的磁路。二者構成變壓器的核心即電磁部分。 除了電磁部分,還有油箱/冷卻裝置/絕緣套管/調壓和保護裝置等部件。 (1)鐵心型式:心式(結構簡單工藝簡單應用廣泛)/殼式(用在小容量變壓器和電爐變壓器)。 材料:一般由0.35mm/0.5mm冷軋(也用熱軋)硅鋼片疊成。 鐵心交疊:相鄰層按不同方式交錯疊放,將接縫錯開。偶數(shù)層剛好壓著奇數(shù)層的接縫,從而減少了磁阻,便于磁通流通。 鐵心柱截面形狀:小型變壓器做成方形或者矩形;大型變壓器做成階梯形。容量大則級數(shù)多。疊片間留有間隙作為油道(縱向/橫向)。(縱向油道見課本圖5.13) (2)繞組一般用絕緣扁銅線或圓銅線在繞線模上繞制而成。 繞組套裝在變壓器鐵心柱上,低壓繞組在內層,高壓繞組套裝在低壓繞組外層,以便于絕緣。 (3)油/油箱/冷卻/安全裝置器身裝在油箱內,油箱內充滿變壓器油。 變壓器油是一種礦物油,具有很好的絕緣性能。變壓器油起兩個作用:①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。②變壓器油受熱后產(chǎn)生對流,對變壓器鐵心和繞組起散熱作用。 油箱有許多散熱油管,以增大散熱面積。 為了加快散熱,有的大型變壓器采用內部油泵強迫油循環(huán),外部用變壓器風扇吹風或用自來水沖淋變壓器油箱。這些都是變壓器的冷卻裝置。 1油箱/2儲油柜/3氣體繼電器/4為安全氣道。 變壓器運行時產(chǎn)生熱量,使變壓器油膨脹,并流進儲油柜中。 儲油柜使變壓器油與空氣接觸面變小,減緩了變壓器油的氧化和吸收空氣水分的速度。從而減緩了油的變質。 故障時,熱量會使變壓器油汽化,觸動氣體繼電器發(fā)出報警信號或切斷電源。 如果是嚴重事故,變壓器油大量汽化,油氣沖破安全氣道管口的密封玻璃,沖出變壓器油箱,避免油箱爆裂。 5-3 變壓器的額定值(1)額定電壓U1N/U2N單位為V或者kV。U1N為正常運行時1次側應加的電壓。U2N為1次側加額定電壓、2次側處于空載狀態(tài)時的電壓。 三相變壓器中,額定電壓指的是線電壓。 (2)額定容量SN單位為VA/kVA/MVA SN為變壓器的視在功率。通常把變壓器1、2次側的額定容量設計為相同。 (3)額定電流I1N/I2N單位為A/kA。是變壓器正常運行時所能承擔的電流,在三相變壓器中均代表線電流。 對單相:I1N=SN/U1N I2N=SN/U2N 對三相: I1N=SN/[sqrt(3)U1N]I2N=SN/[sqrt(3)U2N](3)額定頻率fN單位為Hz,fN=50Hz此外,銘牌上還會給出三相聯(lián)接組以及相數(shù)m/阻抗電壓Uk/型號/運行方式/冷卻方式/重量等數(shù)據(jù)。以前我也不知道變壓器的工作原理 是什么意思,至從上次聽了這堂課以后感覺很深奧,現(xiàn)在有點明白了,親 ,認真看了沒,以上就是關于變壓器的工作原理一些分享,希望對你有幫助!親的認可是我的最大動力哦!
2015-04-10
變壓器的工作原理是基于電磁感應定律。當交流電流通過變壓器的初級線圈時,會在周圍產(chǎn)生一個變化的磁場,該磁場經(jīng)過變壓器的鐵芯傳遞到次級線圈。由于磁場的變化,在次級線圈中感應出電流,從而實現(xiàn)電壓的轉換。
變壓器的特點包括:
1、升壓或降壓:可以根據(jù)需要將電壓升高或降低,提高電能傳輸效率。
2、隔離:初級和次級電路是電氣隔離的,增加了安全性。
3、無機械運動部件:工作過程沒有任何機械運動部件,使用壽命長。
4、效率高:變壓器的效率一般在95%以上,適合長距離電力傳輸。
變壓器廣泛應用于電力系統(tǒng)、電力設備、電子設備中,是實現(xiàn)電能有效傳輸?shù)闹匾O備。
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