电子变压器的工作原理
变压器就是一种利用电磁互感应的原理来变换电压,电流和阻抗的器件,其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈(或原线圈),其余的绕组叫次级线圈(或副线圈)。具体原理为:
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。初、次线圈中的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,初、次线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为初、次线圈的匝数。U1=-e1,U2=e2(初线圈物理量用下角标1表示,次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,即变压器初、次线圈电压有效值之比,等于其匝数比且初、次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,即初、次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,理想变压器初、次线圈的功率相等P1=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=P2/P1。电力变压器的效率很高,可达90%以上。
电力变压器分类及作用
分类:
1、 按用途分类:电力变压器、特种变压器(如电炉变、整流变、工频试验变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。
2、按结构分类:有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。
3、按冷却方式分类:有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风(水)冷方式、及水内冷式等。
4、按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。
5、按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
6、按导电材质分类:有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。
7、按调压方式分类:可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。
8、按中性点绝缘水平分类:有全绝缘变压器、半绝缘(分级绝缘)变压器。
作用:
1、变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。 在电力系统中,变压器的地位十分重要,不仅所需数量多,而且性能好,运行安全靠。
2、变压器除了应用在电力系统中,还应用在需要特种电源的工矿企业中。例如:冶炼用的电炉变压器,电解或化工用的整流变压器,焊接用的电焊变压器,试验用的试验变压器,交通用的牵引变压器,以及补偿用的电抗器,保护用的消弧线圈,测量用的互感器等。
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