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變壓器的作用、種類和工作原理
來源:貴州金泉電力工程有限公司 發(fā)布時(shí)間:2019年09月19日

 一、金泉電力向你解析變壓器的用途和種類

1.變壓器的用途

變壓器是一種能將某一種電壓電流相數(shù)的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓電流的交流電能的電器。

在生產(chǎn)和生活中,經(jīng)常會(huì)用到各種高低不同的電壓,如工廠中常用的三相異步電動(dòng)機(jī),它的額定電壓是380V或220V;照明電路中要用220V;機(jī)床照明,行燈等只需要36V、24V甚至更低的電壓;在高壓輸電系統(tǒng)中需用110kV、220kV以上的電壓輸電。如果我們用很多電壓不同的發(fā)電機(jī)來供給這些負(fù)載,不但不經(jīng)濟(jì)、不方便,亊實(shí)上也不可能辦到。為了輸配電和用電的需要,就要使用變壓器把同一交流電壓變換成頻率相同的不同等級(jí)的電壓,以滿足不同的使用要求。

變壓器不僅用于改變電壓,還可以用來改變電流(如變流器、大電流發(fā)生器等)、改變相位(如改變線圈的連接方法來改變變壓器的極性或組別)、變換阻抗(電子電路中的輸人、輸出變壓器)等。

總之,變壓器的作用很廣,它是輸配電系統(tǒng)、用電、電工測量、電子技術(shù)等方面不可缺少的—項(xiàng)重要電氣設(shè)備。

2.變壓器的種類

變壓器的鐘類很多,按相數(shù)可分為單相、三相和多相變壓器(如ZSJK、ZSGK、六相整流變壓器)。

按結(jié)構(gòu)型式可分為芯式和殼式。

按用途可分為如下幾類:

(1)電力變壓器,這是一種在輸配電系統(tǒng)中使用的變壓器,它的容量可由十萬千伏安到幾十萬千伏安,電壓由幾百萬伏到幾十萬伏。

(2)特殊電源變壓器,如電焊變壓器。

(3)量測變壓器,如各種電流互感器和電壓互感器。

(4)各種控制變壓器。


二、變壓器的工作原理

變壓器的基本工作原理是電磁感應(yīng)原理。是一個(gè)簡單的單相變壓器。其基本結(jié)構(gòu)是在閉合的鐵芯上繞有兩個(gè)匝數(shù)不等的繞組(又稱線圈)所組成。在繞組之間、鐵芯和繞組之間均相互絕緣,鐵芯由硅鋼片疊成。

現(xiàn)將匝數(shù)W1的繞組與電源相連,稱該繞組為原繞組或初級(jí)繞組。匝數(shù)為W2的繞組通過開關(guān)K與負(fù)載相連,稱為副繞組或次級(jí)繞組。當(dāng)合上開關(guān)K,把交流電壓U1加到原繞線W1上后,交流電流I1,流入該繞組就產(chǎn)生勵(lì)磁作用,在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通Φ不僅穿過原繞組,同時(shí)也穿過副繞組,它分別在兩個(gè)繞組中引起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這時(shí)如果開關(guān)K合上,W2與外電路的負(fù)載相連通,便有電流I2流出,負(fù)載端電壓即為U2,于是輸出電能。

原繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E1就是自感電動(dòng)勢(shì)。如略去原繞組的阻抗壓降不計(jì),則電源電壓與自感電動(dòng)勢(shì)的數(shù)值相等,即U1=E1,但方向相反。

副繞線的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E2是由于原繞組中電流的變化而產(chǎn)生的,稱為互感電動(dòng)勢(shì),這種現(xiàn)象稱為互感。

由于E2的存在,副繞組成為一個(gè)頻率仍為∫的新的交變電源。在空載(K波打開情況)下,副繞組的端電壓U2=E2。兩繞組的電壓比為式中:KU>W(wǎng)2時(shí),KU>1,此時(shí)U1>U2,即變壓器的出線電壓低,這種變壓器叫降壓變壓器。當(dāng)W1<W2時(shí),KU<1,此時(shí),U1<U2,即變壓器的出線電壓比進(jìn)線電壓高,這種變壓器叫升壓變壓器。

當(dāng)將上圖開關(guān)合上,此時(shí)在電壓U2作用下次級(jí)流過電壓I2,這樣通過實(shí)驗(yàn)又得出   

式中:K1稱為變壓器的變流比。


以上這些式子是變壓器計(jì)算的關(guān)系式??傊?,一臺(tái)變壓器如果工作電壓設(shè)計(jì)得越高,繞組匝數(shù)就繞得越多,而通過繞組內(nèi)的電流越小,導(dǎo)線截面可選用的就越小。反之,工作電壓設(shè)計(jì)得越低,繞組匝數(shù)就越少,通過繞級(jí)的電流則越大,導(dǎo)線截面就要選得越大。


金泉電力談及,我們可以根據(jù)變壓器截面的粗細(xì)來判斷出哪個(gè)是髙壓繞組(導(dǎo)線截面細(xì)),哪個(gè)是低壓繞組(導(dǎo)線截面粗)。


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