變壓器的作用、種類和工作原理

1、變壓器的作用、種類和工作原理 一、變壓器的用途和種類1.變壓器的用途變壓器是一種能將某一種電壓電流相數(shù)的交流電能轉(zhuǎn)變成另一種電壓電流的交流電能的電器。在生產(chǎn)和生活中，經(jīng)常會用到各種高低不同的電壓，如工廠中常用的三相異步電動機(jī)，它的額定電壓是380V或220V；照明電路中要用220V；機(jī)床照明，行燈等只需要36V、24V甚至更低的電壓；在高壓輸電系統(tǒng)中需用110kV、220kV以上的電壓輸電。如果我們用很多電壓不同的發(fā)電機(jī)來供給這些負(fù)載，不但不經(jīng)濟(jì)、不方便，亊實(shí)上也不可能辦到。為了輸配電和用電的需要，就要使用變壓器把同一交流電壓變換成頻率相同的不同等級的電壓，以滿足不同的使用要求。變壓器不僅用于

2、改變電壓，還可以用來改變電流（如變流器、大電流發(fā)生器等）、改變相位（如改變線圈的連接方法來改變變壓器的極性或組別）、變換阻抗（電子電路中的輸人、輸出變壓器）等?？傊?，變壓器的作用很廣，它是輸配電系統(tǒng)、用電、電工測量、電子技術(shù)等方面不可缺少的項(xiàng)重要電氣設(shè)備。2.變壓器的種類變壓器的鐘類很多，按相數(shù)可分為單相、三相和多相變壓器（如ZSJK、ZSGK、六相整流變壓器）。按結(jié)構(gòu)型式可分為芯式和殼式。按用途可分為如下幾類：（1）電力變壓器，這是一種在輸配電系統(tǒng)中使用的變壓器，它的容量可由十萬千伏安到幾十萬千伏安，電壓由幾百萬伏到幾十萬伏。（2）特殊電源變壓器，如電焊變壓器。（3）量測變壓器，如各種電流互

3、感器和電壓互感器。（4）各種控制變壓器。二、變壓器的工作原理變壓器的基本工作原理是電磁感應(yīng)原理。是一個(gè)最簡單的單相變壓器。其基本結(jié)構(gòu)是在閉合的鐵芯上繞有兩個(gè)匝數(shù)不等的繞組（又稱線圈）所組成。在繞組之間、鐵芯和繞組之間均相互絕緣，鐵芯由硅鋼片疊成?，F(xiàn)將匝數(shù)W1的繞組與電源相連，稱該繞組為原繞組或初級繞組。匝數(shù)為W2的繞組通過開關(guān)K與負(fù)載相連，稱為副繞組或次級繞組。當(dāng)合上開關(guān)K，把交流電壓U1加到原繞線W1上后，交流電流I1，流入該繞組就產(chǎn)生勵磁作用，在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通不僅穿過原繞組，同時(shí)也穿過副繞組，它分別在兩個(gè)繞組中引起感應(yīng)電動勢。這時(shí)如果開關(guān)K合上，W2與外電路的負(fù)載相連通，便有電流I2

4、流出，負(fù)載端電壓即為U2，于是輸出電能。根據(jù)電磁感應(yīng)定律可得出原繞組感應(yīng)電動勢E1=4.44W1M副繞組感應(yīng)電動勢E2=4.44W2M式中：M表示交變主磁通的最大值原繞組的感應(yīng)電動勢E1就是自感電動勢。如略去原繞組的阻抗壓降不計(jì)，則電源電壓與自感電動勢的數(shù)值相等，即U1=E1，但方向相反。副繞線的感應(yīng)電動勢E2是由于原繞組中電流的變化而產(chǎn)生的，稱為互感電動勢，這種現(xiàn)象稱為互感。由于E2的存在，副繞組成為一個(gè)頻率仍為的新的交變電源。在空載（K波打開情況）下，副繞組的端電壓U2=E2。兩繞組的電壓比為U/UE/E=W/W=Ku式中：KUW2時(shí)，KU1，此時(shí)U1U2，即變壓器的出線電壓低，這種變壓器叫降壓變壓器。當(dāng)W1W2時(shí)，KU1，此時(shí)，U1U2，即變壓器的出線電壓比進(jìn)線電壓高，這種變壓器叫升壓變壓器。當(dāng)將上圖開關(guān)合上，此時(shí)在電壓U2作用下次級流過電壓I2，這樣通過實(shí)驗(yàn)又得出      I/I=W/W=1/ku=K式中：K1稱為變壓器的變流比。以上這些式子是變壓器計(jì)算的關(guān)系式?？傊?，一臺變壓器如果工作電壓設(shè)計(jì)得越高，繞組匝數(shù)就繞得越多，而通過繞組內(nèi)的電流越小，導(dǎo)線截面可選用的就越小。反之，工作電壓設(shè)計(jì)得越低，繞組匝數(shù)就越