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變壓器的基本工作原理

  
評論: 更新日期:2017年02月05日

一、 變壓器的種類:
        1.按冷卻方式分類:干式(自冷)變壓器、油浸(自冷)變壓器、氟化物(蒸發(fā)冷卻)變壓器。
        2.按防潮方式分類:開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
        3.按鐵芯或線圈結(jié)構(gòu)分類:芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器。
        4.按電源相數(shù)分類:單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
        5.按用途分類:電源變壓器、調(diào)壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器
        二、變壓器工作原理:
        變壓器的基本工作原理是:變壓器是由一次繞組、二次繞組和鐵心組成,當(dāng)一次繞組加上交流電壓時,鐵心中產(chǎn)生交變磁通,交變磁通在一次、二次繞組中感應(yīng)電動勢與在單匝上感應(yīng)電動勢的大小是相同的,但一次、二次側(cè)繞組的匝數(shù)不同,一次、二次側(cè)感應(yīng)電動勢的大小就不同,從而實(shí)現(xiàn)了變壓的目的,一次、二次側(cè)感應(yīng)電動勢之比等于一次、二次側(cè)匝數(shù)之比。
        當(dāng)二次側(cè)接上負(fù)載時,二次側(cè)電流也產(chǎn)生磁動勢,而主磁通由于外加電壓不變而趨于不變,隨之在一次側(cè)增加電流,使磁動勢達(dá)到平衡,這樣,一次側(cè)和二次側(cè)通過電磁感應(yīng)而實(shí)現(xiàn)了能量的傳遞。
        三、變壓器的主要部件結(jié)構(gòu)作用:
        1.變壓器組成部件:器身(鐵芯、繞組、絕緣、引線 <http://baike.baidu.com/view/641237.htm>)、變壓器油、油箱和冷卻裝置、調(diào)壓裝置(即分接開關(guān),分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓)、保護(hù)裝置 <http://baike.baidu.com/view/1960612.htm>(吸濕器、安全氣道、氣體繼電器 <http://baike.baidu.com/view/3227917.htm>、儲油柜、凈油器及測溫裝置等)和出線套管。
        2.變壓器主要部件的作用:
         (1) 鐵芯:作為磁力線的通路,同時起到支持繞組的作用。變壓器 <http://www.pandeng.net.cn/about.html>通常由含硅量較高,厚度分別為 0.35 mm\0.3mm\0.27 mm, 表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成 鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分,鐵心柱套有繞組;橫片是閉合磁 路之用鐵心結(jié)構(gòu)的基本形式有心式和殼式兩種。
         (2) 繞組:作為電流的通路。繞組是變壓器的電路部分,它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。 變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓?1 時,流過電流 ?1,在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通?1,這些磁通稱為主磁通, 在它作用下,兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢?1,?2,感應(yīng)電勢公式為:E=4.44fN?m 式中:E--感應(yīng)電勢有效值 f--頻率 N--匝數(shù) ?m--主磁通最大值 由于二次繞組與一次繞組匝數(shù)不同, 感應(yīng)電勢 E1 和 E2 大小也不同,穩(wěn)壓器 <http://www.pandeng.net.cn/pro/> 當(dāng)略去內(nèi)阻抗壓降后,電壓?1 和?2 大小也就不同。 當(dāng)變壓器二次側(cè)空載時,一次側(cè)僅流過主磁通的電流 (?0),這個電流稱為激磁電流。當(dāng)二次側(cè)加負(fù)載流過負(fù)載電流 ?2 時,也在鐵芯中產(chǎn)生磁通,力圖改變主磁通,但一次電壓不變時,主磁通是不變的,一次側(cè)就要流過兩部分電流,一部分為激磁電流 ?0,一部分為用來平衡?2,所以這部分電流隨著?2 變化而變化。當(dāng)電流乘以匝數(shù)時,就是磁勢。 上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢平衡作用,變壓器就是通過磁勢平 衡作用實(shí)現(xiàn)了一、二次側(cè)的能量傳遞。 變壓器的技術(shù)參數(shù)對不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技術(shù)要求,可用相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)表示.如電源變壓器的主要技述參數(shù)有:額定功率、額定 電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能 和防潮性能,對于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是:變壓比、頻率特性、 非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。
        (3) 油箱和冷卻裝置的作用:作為變壓器的外殼,油箱內(nèi)充滿絕緣油,起散熱和絕緣作用。變壓器冷卻裝置的作用是,當(dāng)變壓器上層油溫產(chǎn)生溫差時,通過散熱器形成油循環(huán),使油經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱,有降低變壓器油溫的作用。為提高冷卻效果,可采用風(fēng)冷、強(qiáng)油風(fēng)冷或強(qiáng)油水冷等措施。
        (4) 調(diào)壓裝置:變換線圈的分接頭,改變高低壓線圈的匝數(shù)比,從而調(diào)整電壓,使電壓穩(wěn)定。分為無勵磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。
         (5) 變壓器保護(hù)裝置的作用:
        ①儲油柜。也叫油枕或油膨脹器,主要用來縮小變壓器油與空氣的接觸面積,減少油受潮和氧化的程度,減緩油的劣化,延長變壓器油的使用壽命。同時,隨溫度、負(fù)荷的變化給變壓器油提供緩沖空間。              
        ②吸濕器。內(nèi)裝吸濕劑,如變色硅膠等,能吸收進(jìn)人儲油柜的潮氣.確保變壓器油不變質(zhì)。   
        ③安全氣道。又稱防爆管。當(dāng)變壓器內(nèi)發(fā)生故障時,如發(fā)生短路等,絕緣油即燃燒并急劇分解成氣體,導(dǎo)致變壓器內(nèi)部壓力驟增,油和氣體將沖破防爆管的玻璃膜噴出泄壓,避免變壓器油箱破裂。  
        ④氣體繼電器。又叫瓦斯繼電器。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障(如絕緣擊穿,繞組匝間或?qū)娱g短路等)產(chǎn)生氣體或變壓器油箱漏油使油面降低時,則氣體繼電器動作,發(fā)出報譽(yù)信號(輕瓦斯)或接通繼電保護(hù)回路使開關(guān)跳閘(重瓦斯),以保證故障不再擴(kuò)大。   
        ⑤凈油器。也叫熱虹吸器或熱濾油器.內(nèi)充吸附劑。當(dāng)變壓器油流經(jīng)吸附劑時,油中所帶水分、游離酸加速油老化的氧化物皆被吸收。達(dá)到變壓器油連續(xù)凈化的目的。   
        ⑥測溫裝置。用來測最變壓器的油溢。
            (6) 套管:它既是引線與地(外殼)的絕緣,又起到固定引線的作用。變壓器的絕緣套管,將變壓器內(nèi)部的高低壓繞組的出線頭引到油箱外部,即起到對地絕緣的作用,也使引線與外電路起連接的作用。因此,絕緣套管必須具有規(guī)定的電器強(qiáng)度和機(jī)械強(qiáng)度,同時套管中間的導(dǎo)電體也是載流元件,運(yùn)行中長期通過負(fù)載電流,因此必須具有良好的熱穩(wěn)定性,還需要能承受短路時的瞬間過熱。絕緣套管用具有外形小、絕緣好、重量輕、通用性強(qiáng)、密封性能好和維護(hù)檢修方便等要求。
       
       

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