变压器基本知识(二).ppt
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1、1,变压器原理(电感变压器)之二,2,想一想,给思想一片飞翔的天空,3,培训大纲,给思想一片飞翔的天空,4,变压器构造,给思想一片飞翔的天空,5,变压器特定符号,输入端220V 50HZ,输出端 50HZ,每一个变压器都由两组线圈组成,其中1、2两端称为输入端, 直接接220V伏的交流电压。1、2两端的线圈称为初级线圈 (原线圈)。1、2端对面的端子3、4端称为输出端,是用来连 接电器设备的。由它相连的线圈的称次级线圈(或称副线圈)。 中间的一竖表示有铁心的。,给思想一片飞翔的天空,6,变压器之铁心(一),变压器的铁心是由磁导率较高的软磁材料制成。一般要求它的磁导率高、损耗小、磁感应强度高。
2、变压器的初级线圈电路和次级线圈电路一般彼此不连通(自耦变压器例外),它的能量是靠铁心中的互感磁通来传递的。为了增强磁通量,减小磁滞及涡流损耗,铁心通常采用导磁系数高又互相绝缘的硅钢片叠加制成。用于50赫的电源变压器的硅钢片的单片厚度一般为0.350.5毫米.,给思想一片飞翔的天空,7,变压器之铁心(二),硅钢片是铁和硅的合金。在铁中加入硅可以大大提高其电阻系数,减少涡流损耗。但含硅量不宜太大,通常硅钢片的含硅量为0.4%4.5%.同时,含硅量少于3.5%的硅钢片才能进行冷辗压加工,制成冷轧硅钢片.用冷轧法制成的硅钢片,可显著地改善其磁性能,在辗压方向上有比一般硅钢片更高的导磁率和更低的磁滞损耗
3、.因此,冷轧硅钢片可作低频大功率电感元件的铁心.,给思想一片飞翔的天空,8,变压器之骨架,为了使线圈与硅钢片或其他磁性材料之间绝缘,使线圈和引出线排列整齐,绕线平整紧密,提高绕制效率,变压器的线圈一般都是绕在线圈骨架上的。 线圈骨架的常用材料有环氧玻璃纤维板、青壳纸等电工纸板。它的作用是防止线圈两边松散及保证铁心和线圈之间的耐压。因此,要求它有足够 的机械强度和绝缘强度。,给思想一片飞翔的天空,9,变压器之线圈,变压器的绕组一般 采用绝缘良好的漆包线绕制而成。 线圈排列的顺序通常是先绕初级线圈,后绕次级线圈。若次级有几个绕组,则应先绕电压较高的绕组,然后再绕低电压绕组。为了增大变压器的绝缘电阻
4、,每绕完一层都应衬垫薄的绝缘纸。,给思想一片飞翔的天空,10,变压器之线圈,在各绕组间,由于电位差较大,为了防止绕阻间的击穿,还必须用耐压强度高的黄蜡绸布、涤纶膜等绝缘材料衬垫。此外,为了避免干扰信号通过电源窜入无线电设备,在变压器的初、次级间通常加有铜箔或铝箔在初级线包外缠绕一层,屏蔽层必须与线包绝缘,以免线包短路。金属箔的一端应引出接地。,给思想一片飞翔的天空,11,培训大纲,变压器的构造 电感变压器的原理 变压器线圈计算方法 变压器的检测方法,给思想一片飞翔的天空,12,变压器性能参数,变压比:指变压器次级电压与初级电压的比值,或次级线圈匝数与初级 线圈匝数的比值。 额定功率:指在规定的
5、频率和电压下,变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。额定功率的容量单位用伏安表示。 温升:变压器的温升主要指线圈的温升,因为它影响变压器的绝缘性能。温升是 变压器通电工作发热后,温度上升到稳定值时比周围的环境温度升高的数值。 效率:指变压器的输出功率与输入功率的比值。 空载电流:当变压器次级开路时,初级中仍有一定的电流,这部分电流叫空载电流。 绝缘电阻:变压器的各绕组间、各绕组与铁心之间并不是理想的绝缘。当外加电压时,总有漏电流存在,这是由于变压器存在绝缘电阻造成的。绝缘电阻越高则漏电流越小。变压器的绝缘电阻过低,可能会使设备机壳带电,工作不稳定,甚至对设备各人身带来危害。,给思想一片飞
6、翔的天空,13,变压器的特性,变压器是以互感现象为理论基础的电磁装置. 电源提供的能量是从原线圈输入的,用电器具是从副线圈中得到能量。 理想变压器是实际变压器的抽象,它忽略了一些次要因素,即假设没有漏磁;2个线圈不存在直流电阻,从而没有导线中的焦耳损耗;铁心中没有铁损,原、副线圈中的感抗趋于0,从而空载电流趋于0,也就是说电能的转换效率是100%(电路中,变压器的实际转换效率为80%左右)。,给思想一片飞翔的天空,14,变压器的工作原理,变压器的工作原理是:在交流电源的作用下,原线圈内产生交变电流,从而在铁心内产生交变的磁通。这个交变的磁通又在副线圈内部产生感应电动势,成为用电器具的电源,这样
7、就完成了能量的传递过程。,给思想一片飞翔的天空,15,变比公式,变压器能量转换试验 测试条件: 在变压器原线圈的回路中串联一只灯泡S和开关K,在副线圈的回路中设置S1和S2等2个灯泡。,合上K,使原线圈接通电源,灯泡S会有什么反应?当接通S1灯泡时,原线圈灯泡S又会有什么反应?同时接通S2灯泡时,S灯泡又会有什么反应?,给思想一片飞翔的天空,16,变压器能量转换试验,试验结果是: 当原线圈开关K闭合时,灯泡S会微微发亮,即表示有电流流过,但是电流很小。这时副线圈因开路而无电流,称为空载。当灯泡S1接通后,灯泡S也变得比空载时亮得多了。当把灯泡S2也接通后,灯泡S2也亮了。灯泡S则又亮了许多。,
8、给思想一片飞翔的天空,17,变压器能量转换试验结论,从实验中我们得知,灯S1、S2发亮所需的电能是由电源提供给原线圈后传送到副线圈中的。而能量的大小是由负载确定的。若负载从一盏灯增加到二盏灯,则电源提供的能量也相应地增加(表现在灯S由暗到亮的过程)。当没有负载(即为空载)时,电源几乎不提供能量(表现为灯S几乎不亮)。如忽略各种损耗(即为理想变压器),则电源输入的功率应等于负载所需的功率(也就是副线圈输出功率)。,给思想一片飞翔的天空,18,变比公式,如变压器为理想变压器则: 原线圈功率=副线圈功率 P原线圈=P副线圈 P原=U1I1 P副=U2I2 得: U1I1=U2I2 又知U1和U2电压
9、与它们各自线圈的匝数成正比,即 U1/U2=N1/N2 得到电流与匝数的关系,即: I2/I1=N1/N2 从公式中可知电流与匝数成反比。变压器的原线圈的匝数N1多于副线圈的匝数N2。匝数N1多,则电流I1小;匝数N2少,则电流I2大。所以在设计和制作时,应将N2的漆包线线径增大。,给思想一片飞翔的天空,19,变压器电路环流演示,在变压器的初级线圈上加220V、50赫兹的交流电压,然后用一根金属棒(全牙)两端接线从环形变压器中心穿过,用金属棒两端电线短接,5秒钟之后金属两端电线严重发热烫手,在一定的时间之后电线将烧断。 从以上试验可以看出:实际金属棒从环形电感变压器中心穿过就可以看作电线绕在硅
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