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一文了解電源變壓器的工作原理/功能及損耗

2018年11月02日 10:07 作者:工程師之余 用戶評(píng)論(0

電源變壓器的工作原理

關(guān)于電源變壓器,它是一種輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器。升壓和降壓用不同的抽頭來(lái)實(shí)現(xiàn)。比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低。比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高。電源變壓器的工作原理就是運(yùn)用電磁感應(yīng)原理。將我們用的交流電通過(guò)線圈N產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng),在線圈N的旁邊有一個(gè)線圈M,由于線圈N產(chǎn)生的磁場(chǎng)不是不變的,而是根據(jù)電流的變化產(chǎn)生相應(yīng)的變化。磁場(chǎng)的變化引起了線圈M中產(chǎn)生了相應(yīng)的電流,其中的頻率會(huì)根據(jù)線圈N和線圈M的匝數(shù)比的不同而相應(yīng)的改變線圈M的頻率。當(dāng)然現(xiàn)在有很多電源變壓器開始變?yōu)閱尉€圈的了(叫做自耦變壓器),其中的原理基本是相同的。

自耦變壓器是只有一個(gè)繞組的變壓器,當(dāng)作為降壓變壓器使用時(shí),從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組;當(dāng)作為升壓變壓器使用時(shí),外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時(shí)屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組,自耦變壓器的其余部分稱為串聯(lián)繞組,同容量的自耦變壓器與普通變壓器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且變壓器容量越大,電壓越高。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。因此隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電壓等級(jí)的提高和輸送容量的增大,自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價(jià)低而得到廣泛應(yīng)用。

電源變壓器的功能

電源變壓器除了體積較小外,在電力變壓器與電子變壓器二者之間,并沒(méi)有明確的分界線。一般提供60Hz電力網(wǎng)絡(luò)之電源均非常龐大,它可能是涵蓋有半個(gè)洲地區(qū)那般大的容量。電子裝置的電力限制,通常受限于整流、放大,與系統(tǒng)其它組件的能力,其中有些部份屬放大電力者,但如與電力系統(tǒng)發(fā)電能力相比較,它仍然歸屬于小電力之范圍。各種電子裝備常用到變壓器,理由是:提供各種電壓階層確保系統(tǒng)正常操作;提供系統(tǒng)中以不同電位操作部份得以電氣隔離;對(duì)交流電流提供高阻抗,但對(duì)直流則提供低的阻抗;在不同的電位下,維持或修飾波形與頻率響應(yīng)。

電源變壓器的損耗

在電源電壓器當(dāng)中,當(dāng)電流通過(guò)初級(jí)的線圈的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生一定的熱量,(線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動(dòng),因?yàn)殍F芯本身也是導(dǎo)體,在垂直于磁力線的平面上就會(huì)感應(yīng)電勢(shì),這個(gè)電勢(shì)在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流,好像p一個(gè)旋渦所以稱為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱電源變壓器的溫升增加。)更多的能量損耗在產(chǎn)生的“渦流”,這就是術(shù)語(yǔ)當(dāng)中的“鐵損”。另外,當(dāng)我們的電源變壓器里面運(yùn)用了大量的銅線,電流經(jīng)過(guò)的時(shí)候就會(huì)產(chǎn)生大量的熱量,這是我們所說(shuō)的“銅損”。電源變壓器主要的熱源就是“銅損”和“鐵損”,也是這兩種現(xiàn)象使得電源變壓器損耗的功率變多。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的?!∮捎陔娫醋儔浩鞔嬖谥F損與銅損,所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率,為此我們引入了一個(gè)效率的參數(shù)來(lái)對(duì)此進(jìn)行描述,η=輸出功率/輸入功率。

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