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10個問題讓你秒懂變壓器!

1. 什麼是變壓器?

變壓器是利用電磁感應原理來進行變換交流電壓的一種器件。變壓器是輸配電的基礎裝置,廣泛應用于工業、農業、交通、城市社群等領域。

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2. 變壓器是幹什麼用的?

變壓器的主要作用是升高或降低交流電壓,以得到想要的目标電壓。在我們日常生活中,電從發電廠輸送到千家萬戶裡,給各式各樣的家電供電。為降低遠距離電力運輸的損耗,發電廠輸出的是高壓電,高達幾十萬伏。但家電需要的電壓是220伏,有些小電器僅需幾十伏,這時,就需要通過變壓器改變電壓,以适應各種應用。

此外,變壓器還有電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等功能。

3.變壓器是如何工作的?工作原理是?

簡單說變壓器的工作原理就是“電生磁,磁生電”。

變壓器的主要構件是線圈和鐵芯(或磁芯),線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其餘的繞組叫次級線圈。鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。

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變壓器通過電磁感應的原理來改變電壓。當初級線圈通上交流電時,變壓器鐵芯産生交變磁場,次級線圈就産生感應電動勢。這表明,兩組線圈隻有磁耦合沒有電聯系,但是次級線圈會與初級線圈一樣,存在電動勢。把次級線圈兩端看成是一個新的電源,當次級線圈中的電路閉合就有交變電流産生。

4.變壓器變壓比怎麼算?

變壓器能改變電壓,但具體改變了多少呢?

事實上,變壓器的線圈的匝數比等于電壓比,即:

U1/U2=N1/N2

式中U1、U2為初級、次級線圈的電壓;N1、N2為初級、次級線圈的匝數。

變壓器是利用電磁感應原理制成的靜止用電器。當變壓器的初級線圈接在交流電源上時,鐵心中便産生交變磁通,交變磁通用φ表示。因為初級、次級線圈中的φ是相同的。由法拉第電磁感應定律可知,初級、次級線圈中的感應電動勢為:

e1=-N1dφ/dt

e2=-N2dφ/dt

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由圖可知:

U1=-e1

U2=e2

綜合可得:

U1/U2=N1/N2

即變壓器的線圈的匝數比等于電壓比。例如:初級線圈是500匝,次級線圈是250匝,初級通上220V交流電,次級電壓就是110V。

值得注意的是,變壓器的線圈的匝數比等于電壓比,這是理想情況下比值,說明理想變壓器本身無功率損耗。但實際變壓器總存在損耗,包括銅損(線圈電阻發熱)、鐵損(鐵心發熱)和漏磁(經空氣閉合的磁感應線)等。

5.變壓器有哪些類型?

從電壓分類:有低壓變壓器、高壓變壓器、超高壓變壓器;

從結構分類,有雙繞組變壓器,多繞組變壓器,分裂變壓器,自偶變壓器;

從冷卻方式分類:有空冷變壓器、油冷變壓器,水冷變壓器(極少);

從絕緣媒體分類:有油浸變壓器,幹式變壓器,氣體絕緣變壓器;

從相數分類:有單相變壓器、三相變壓器、分體變壓器;

按用途分類:有電力變壓器,專用電源變壓器,調壓變壓器,測量變壓器(電壓互感器、電流互感器),小型電源變壓器(用于小功率裝置),安全變壓器。

6.常用的變壓器有哪些?

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圖源:華秋商城

7.變壓器主要參數是什麼?

額定頻率:批變壓器設計時所規定的運作頻率。變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大,故應根據使用頻率來設計和使用。用ƒN 表示,機關赫茲(HZ)。我國規定額定頻率為50HZ。

額定容量:指變壓器工作狀态下的輸出功率,用視在功率表示。用SN 表示,機關為KVA或VA。

額定電壓:指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓,工作時不得大于規定值。用UN表示,機關為KV或V。一次額定電壓用UN1 表示,二次額定電壓用UN2表示。

額定電流:指在額定容量和允許溫升條件下,通過變壓器一、二次繞組出線端子的電流,用IN表示,機關KA或A。一次繞組電流用IN1表示,二次繞組電流用IUN21 表示。

額定功率:在規定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作而不超過規定溫升的輸出功率。

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8.變壓器如何選型?

首先要調查用電地方的電源電壓,使用者的實際用電負荷和所在地方的條件,然後參照變壓器銘牌标示的技術資料逐一選擇。

那如何确定變壓器的合理容量呢?

一般應從變壓器容量、電壓、電流及環境條件綜合考慮,其中容量選擇應根據使用者用電裝置的容量、性質和使用時間來确定所需的負荷量,以此來選擇變壓器容量。

在正常運作時,應使變壓器承受的用電負荷為變壓器額定容量的75~90%左右。運作中如實測出變壓器實際承受負荷50小于%時,應更換小容量變壓器,如大于變壓器額定容量應立即更換大變壓器。

同時,在選擇變壓器根據線路電源決定變壓器的初級線圈電壓值,根據用電裝置選擇次級線圈的電壓值,最好選為低壓三相四線制供電。這樣可同時提供動力用電和照明用電。

對于電流的選擇要注意負荷在電動機起動時能滿足電動機的要求(因為電動機起動電流要比下沉運作時大4~7倍)。

9.低頻變壓器和高頻變壓器的差別是?

根據變壓器的工作頻率不同,一般可以分成低頻變壓器和高頻變壓器。

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兩者的主要差別包括下面3點:

首先頻率不同。日常生活中,工頻交流電的頻率是50Hz,我們把工作在這一頻率下的變壓器叫做低頻變壓器;而高頻變壓器的工作頻率可達幾十kHz到幾百kHz。

其次,體積不同。輸出功率相同的低頻變壓器與高頻變壓器,高頻變壓器的體積要比低頻變壓器要小很多。變壓器在電源電路中算是個頭比較大的元件,在保證輸出功率的同時想要把體積做得小,就要使用高頻變壓器,是以在開關電源裡都會用到高頻變壓器。

還有,芯所使用的材料不同。低頻變壓器的鐵芯一般是使用很多片矽鋼片堆疊而成的,而高頻變壓器的鐵芯是用高頻磁性材料(如:鐵氧體)組成的。(是以高頻變壓器的鐵芯一般叫做磁芯)

10.什麼是變壓器的銘牌?有哪些主要技術資料?

變壓器的銘牌标明該台變壓器的性能、技術規格和使用場合,用來滿足使用者的選用,通常選用注意的主要技術資料有:

(1)、額定容量的千伏安數。即額定狀态下變壓器的輸出能力。如單相變壓器額定容量=U線×I線;三相變壓器容量=U線×I線。

(2)、額定電壓伏數。分别标明初級線圈的端電壓和次級線圈的端電壓(不接負載時)值。注意三相變壓器的端電壓指線電壓U線值。

(3)、額定電流安培數。指在額定容量和允許溫升條件下,初級線圈和次級線圈允許長期通過的線電流I線值。

(4)、電壓比。指初級線圈額定電壓與次級線圈額定電壓之比。

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