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變壓器的作用,原理,分類功能介紹大全!

發布時間: 2017-12-12 21:31   377 次瀏覽

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、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(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、工頻試驗變壓器、調壓器、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)

作用:

變壓器是一種靜止的電氣設備。它是根據電磁感應的原理,將某一等級的交流電壓和電流轉換成同頻率的另一等級電壓和電流的設備。作用:變換交流電壓、交換交流電流和變換阻抗。

原理分析:

變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時,鐵心中便產生交變磁通,交變磁通用φ表示。

原、副線圈中的φ是相同的,φ也是簡諧函數,表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知,原、副線圈中的感應電動勢為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2為原、副線圈的匝數。由圖可知U1=-e1,U2=e2(原線圈物理量用下角標1表示,副線圈物理量用下角標2表示),其復有效值為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,等于其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

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進而得出:

U1/U2=N1/N2

在空載電流可以忽略的情況下,有I1/ I2=-N2/N1,即原、副線圈電流有效值大小與其匝數成反比,且相位差π。

進而可得

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I1/ I2=N2/N1

理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗,其效率為η=P2/P1。電力變壓器的效率很高,可達90%以上

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主要分類

1、按相數分:

1)單相變壓器:用于單相負荷和三相變壓器組。

2)三相變壓器:用于三相系統的升、降電壓。

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2、按冷卻方式分:

1)干式變壓器:依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風機冷卻,多用于高層建筑、高速收費站點用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。

2)油浸式變壓器: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。

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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、電容式變壓器、移相變壓器等。

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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。

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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地方。

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