變壓器幾(jǐ)乎在所有的電子產品中都要用到,它原理簡(jiǎn)單但(dàn)根據不(bú)同的使用場合(不同的(de)用途)變壓器的繞製工藝會有所不同(tóng)的要求。變壓(yā)器的功能主要有:電壓變換;阻抗變換;隔離;穩壓(磁飽和變壓器)等,變壓器(qì)常用的鐵心形狀一般有E型(xíng)和C型鐵心。
一、變壓器(qì)的基本原理(lǐ)
當一個正(zhèng)弦交流電壓U1加(jiā)在初級(jí)線圈兩端時(shí),導線中(zhōng)就有交變電流I1並產生交變磁通ф1,它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2,同時ф1也會在初級(jí)線圈上感應出一個自感電(diàn)勢E1,E1的方向與所加電(diàn)壓U1方向相反而幅度相近,從而限製了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有(yǒu)一定的電能消耗,並且變壓器本(běn)身也有一定的損耗,盡管此時次級沒接負載,初級線圈(quān)中仍有一(yī)定的電流,這個電流我們稱為“空載電流(liú)”。
如果次級接上負(fù)載,次級(jí)線圈就產生電流(liú)I2,並因此而產生磁通ф2,ф2的方向(xiàng)與ф1相反,起(qǐ)了互(hù)相抵消的作用,使鐵(tiě)心中總的磁(cí)通量有所減少,從而使初級自感電壓E1減少,其(qí)結果使I1增大,可見初級電(diàn)流與次級(jí)負載有密切關係(xì)。當次級(jí)負載電流加大時I1增加,ф1也增加,並且ф1增加部分正好補充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持鐵心裏總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗,可以認為一個理想的變壓器次級負載(zǎi)消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據需要通過(guò)改變次級線圈的圈數而改變次級電壓,但是不能改變允許負載消耗的功率。
二、變壓器的損耗
當變壓器的初級繞組通(tōng)電後,線圈所產生的(de)磁通在鐵心流動,因為鐵心本身(shēn)也是導體,在垂直於磁力線的平(píng)麵上就會(huì)感應電勢,這個電勢在鐵心的斷麵上形成閉合回路並產生電流,好象一個(gè)旋渦(wō)所以稱為“渦流”。這(zhè)個“渦流”使變壓(yā)器(qì)的損耗增加,並且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞製(zhì)變壓器需要(yào)用大量的銅(tóng)線,這些銅導線存(cún)在著電阻(zǔ),電流流過(guò)時這電阻(zǔ)會消耗一定的功率,這部分損耗(hào)往往變成熱量而消耗,我們稱這種損耗為“銅損”。所以變(biàn)壓器(qì)的溫升主要由鐵損和銅損產生的。
由於變壓器存在(zài)著(zhe)鐵(tiě)損與銅損,所以它的輸出功率永遠小於輸入功率,為此我們引入了一個效率的參(cān)數來對(duì)此進行描(miáo)述,η=輸(shū)出功率/輸入功率。
三(sān)、變壓器的材料
要繞製一個變壓器(qì)我們必須對與變(biàn)壓器有關的材料要有一定的認識,為此這裏我就介紹一下這方麵的知識。
1、鐵心材料:
變壓器使用的鐵(tiě)心材料主要有鐵片、低矽片,高矽片,的鋼片中加入矽能降低(dī)鋼片的導電性,增加電阻率,它可減少(shǎo)渦流,使其損耗(hào)減少。我們通常稱為加了矽的鋼片為矽鋼片,變壓器的(de)質量所用的(de)矽鋼片的質量有很大的關係,矽鋼片(piàn)的質量通(tōng)常(cháng)用磁通密度(dù)B來表示,一般黑鐵片的(de)B值為(wéi)6000-8000、低矽片(piàn)為9000-11000,高矽片為12000-16000,
2、繞製變壓器通常(cháng)用的材料有
漆(qī)包線,沙包線,絲包線,常用的漆(qī)包線。對於導(dǎo)線(xiàn)的要求,是導電性能好,絕(jué)緣漆層有(yǒu)足(zú)夠耐熱性能,並(bìng)且要有一定的耐腐蝕能力。一般情(qíng)況下好用Q2型(xíng)號的高強度的(de)聚脂漆包(bāo)線。
3、絕緣材料
在繞製變壓器中,線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離,均要(yào)使用(yòng)絕緣材(cái)料,一(yī)般的(de)變壓(yā)器框架材料可用(yòng)酚醛紙板製作,層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離,繞阻(zǔ)間可用(yòng)黃臘布作隔離。
4、浸漬材料:
變壓器繞(rào)製好(hǎo)後,還(hái)要過一道工序,就是浸漬絕緣漆,它能增強變(biàn)壓器的機械強度、提高(gāo)絕緣性能、延長(zhǎng)使用壽(shòu)命,一般情況下,可采用(yòng)甲酚(fēn)清漆作為浸漬材料(liào)。
電工學名詞解釋
1、電阻(zǔ)率---又叫電阻(zǔ)係數或叫比電阻。是衡量物質(zhì)導電性能好壞的一個物理量,以字母ρ表示,單位為歐姆*毫米平方/米。在數值上等於用那種物質做的(de)長1米截麵積為1平方毫(háo)米(mǐ)的導線,在溫度20C時的電阻值,電阻率越(yuè)大,導電性能越低。則物質的電阻率隨溫度而變化的物理(lǐ)量,其數(shù)值(zhí)等於溫度每升高1C時,電阻率的增(zēng)加與原來的電阻電阻率(lǜ)的比值,通常以字母α表示,單位為1/C。
2、電阻的溫(wēn)度係數----表示物質(zhì)的電阻(zǔ)率隨溫度而變化的物(wù)理量,其數值等於溫度每升高1C時,電阻率的增加量與原來的電阻率的比值,通常以字母α表示,單位為1/C。
3、電導----物體傳導電流(liú)的本領叫做電導。在直(zhí)流(liú)電路(lù)裏,電導的數值就是電阻值的倒數,以字(zì)母ɡ表示,單位為歐姆。
4、電導率----又叫電導係數,也是衡量(liàng)物質導電性能(néng)好壞的一個物理量。大小在數(shù)值上(shàng)是電阻率(lǜ)的倒數(shù),以字母γ表(biǎo)示,單位為米/歐姆*毫米平方。
5、電動勢----電路中因其(qí)他形式的能量轉換為電能所引起的電位差,叫做電動勢或者簡稱電勢。用字母E表示(shì),單位為伏特。
6、自感----當閉合回路中的(de)電流發生變化時,則由這電流所(suǒ)產生(shēng)的穿過回路本身磁通也發(fā)生變(biàn)化,因此(cǐ)在回(huí)路中也將感應電動勢,這現象稱為自感現象,這種感應電動勢叫自感電動勢。
7、互感----如果有(yǒu)兩隻線圈互相靠近,則其中首隻線圈中(zhōng)電流所產生的磁通有(yǒu)一部分與第二隻線圈相環鏈。當首線圈中電流發生變化時,則其與第二隻線圈環鏈的磁通也發生(shēng)變化,在第二隻線圈中產生感應電動勢。這種(zhǒng)現象叫(jiào)做互感現象。
8、電感----自感與互感的統(tǒng)稱(chēng)。
9、感抗----交(jiāo)流電流過具有電感的電路(lù)時,電感有阻礙交流電流過的作用,這種作用(yòng)叫做感(gǎn)抗,以Lx表示,Lx=2πfL.
10、容抗----交流電流過(guò)具有電容的電路時,電容(róng)有阻礙交流電流過的(de)作(zuò)用,這種作用叫做容抗,以Cx表示,Cx=1/12πfc。
11、脈動電流----大小隨時間變化而方向不(bú)變的電流,叫做脈(mò)動電流。
12、振幅----交變(biàn)電流在一個(gè)周期內出現的大值叫振幅。
13、平均值----交(jiāo)變電流(liú)的平均值是指(zhǐ)在某段時間內流過(guò)電路的總電荷與(yǔ)該段時間的比值。正弦量的平均(jun1)值通常指正半周內的平均值,它(tā)與振幅值的關係:平均值=0.637*振幅值。
14、有效值----在兩個相(xiàng)同的電阻器件中,分(fèn)別通(tōng)過直流電和交流電,如果經過(guò)同一時間,它們發出的熱量(liàng)相等,那麽(me)就把此直流電的大小作為此(cǐ)交流電的有效值。正弦電流的有效值等於其大值的0.707倍。
15、有功(gōng)功率----又叫(jiào)平均功率。交流電的瞬時功率不是(shì)一個恒定值,功率在一個周期內的平(píng)均值叫(jiào)做有功功率,它是指在電(diàn)路中電阻部分所消耗的功率,以字母P表示,單位瓦特。
16、視在功率----在具有電阻和電抗(kàng)的電路內(nèi),電壓與電流的(de)乘積叫做視在功(gōng)率,用字母(mǔ)Ps來表示,單位為瓦特。
17、無功功率----在(zài)具有電感和電容的電路(lù)裏,這些儲能元(yuán)件在半(bàn)周期的時間裏把電源能(néng)量變成磁場(或電場)的能(néng)量存起來,在(zài)另半周期的時間裏對已存(cún)的磁場(或(huò)電場)能量送(sòng)還給電源。它們隻是與電源進行(háng)能(néng)量(liàng)交換,並沒有真正消耗(hào)能量。我們把與電(diàn)源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。用字母Q表示,單位為芝。
18、功率(lǜ)因數----在(zài)直(zhí)流電(diàn)路裏(lǐ),電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路裏,電壓乘電(diàn)流是視在功率,而能起(qǐ)到作(zuò)功的一部分功率(即有功功率)將小於視在功率。有功功率與視在(zài)功(gōng)率之比叫做功率因數,以COSφ表示。
19、相電壓----三相輸電線(火線)與中性線(xiàn)間的電壓叫相(xiàng)電壓。
20、線電壓----三相輸電線各(gè)線(火線)間的電壓叫線電壓,線電壓的大小為(wéi)相電壓的1.73倍。
21、相量----在電工學中,用以表示正弦(xián)量大小和相位的矢量叫相量,也叫做向量(liàng)。
22、磁通----磁(cí)感應強度與垂直於磁場方向的麵積(jī)的乘積叫做磁通,以字母(mǔ)φ表示,單位為麥克斯韋。
23、磁通(tōng)密度----單位麵積上所(suǒ)通過的磁通(tōng)大小(xiǎo)叫磁通密度,以字母B表示,磁通密度(dù)和磁場感應強度在(zài)數值(zhí)上是相等(děng)的(de)。
24、磁(cí)阻----與電阻的含(hán)義相仿,磁阻是表示磁路對磁通所起的阻礙作(zuò)用,以符號Rm表示,單位為1/亨。
25、導磁率----又稱導(dǎo)磁係數,是衡量物質的導磁性能的一個係數,以字母μ表示,單位是亨/米。
26、磁滯----鐵磁體在(zài)反複磁化的過程中(zhōng),它的(de)磁感應強度的變化總是滯後於它(tā)的磁場強度,這種現象叫磁滯。
27、磁滯回線----在磁場中,鐵磁體(tǐ)的磁感應強度與磁場強度的關係可用曲線來表示,當磁化磁場作周期的變化時,鐵磁體中的磁感應強度與磁場強度的關係是一條(tiáo)閉合線,這條閉(bì)合線叫做磁滯回線如圖1。
28、基本磁化(huà)曲(qǔ)線----鐵磁體的磁(cí)滯回線的(de)形狀是與磁感應強度(或磁場強度)的大(dà)值(zhí)有關,在(zài)畫磁滯回線時,如果對(duì)磁感應強度(或磁場強度(dù))大(dà)值取不同(tóng)的數值(zhí),就得到一係列的磁滯回線,連接這些回線頂點的曲線叫基本磁化曲線。
29、磁滯損耗----放在交變磁場中的鐵磁體,因磁滯現象而產生一些功率損耗,從而使鐵磁體發熱,這種損耗叫磁滯損耗。
30、擊(jī)穿---絕(jué)緣物質在電場的(de)作用下發生劇烈放電或導電的現象叫(jiào)擊穿。
31、介電常數---又叫(jiào)介質常數,介電係數或電容率(lǜ),它是表示絕緣能力特性的一個係數,以字母ε表示,單位為法/米。
32、電磁感(gǎn)應---當(dāng)環鏈著某一導體的磁通發生變化時,導體內就出現電(diàn)動勢(shì),這種現象叫電(diàn)磁感應(yīng)。
33、趨膚效應(yīng)---又叫集膚效應,當高頻電流通過導體時,電流將集中在導體表麵流通,這(zhè)種現象(xiàng)叫趨(qū)膚效應。
上一篇:沒有(yǒu)了 下一篇:電廠設備故障診斷的現狀及發展趨勢