變壓器的基本結構和原理

時間：2021-09-28作者：北京恒安源電氣集團有限公司瀏覽：372

變壓器的基本結構和原理

雖然變壓器種類繁多，用途各異，電壓等級和容量不同，但變壓器的基本結構大致相同。較簡單的變壓器是由一個閉合的軟磁鐵心和兩個套在鐵心上又相互絕緣的繞組所構成，繞組又稱線圈，是變壓器的電路部分。與交流電源相接的繞組叫做一次繞組，簡稱一次；與負載相接的繞組叫做二次繞組，簡稱二次。

磁芯是變壓器的磁路部分，主要材料有帶繞鐵芯類如硅鋼片、坡莫合金、非晶及納米晶合金；粉芯類如鐵粉芯、鐵硅鋁粉芯、高磁通量粉芯、坡莫合金粉芯、鐵氧體磁芯等等，工頻和低頻變壓器電抗器一般使用硅鋼片，現(xiàn)在厚度普遍從0.35mm到0.23mm，硅鋼片又分取向和無取向兩種，取向硅鋼片要求高，價格是無取向硅鋼片的兩倍，但損耗僅為無取向硅鋼片的三分之一，抑制電流諧波效果比無取向硅鋼片作用較大。

線圈是變壓器的電路部分，常用的材料有銅材和鋁材，習慣上把線圈由銅質制成的稱為全銅變壓器，把線圈由鋁質制成的稱為全鋁變壓器，兩者的區(qū)別主要有四點：銅的導電性好于鋁，相同的電流，鋁材要比銅材截面積要大，因此銅變壓器比鋁變壓器要?。汇~的重量比鋁要重，相同的功率，銅變壓器比鋁變壓器要重；銅的價格比鋁要貴。

變壓器損耗主要有銅損和鐵損，銅損指變壓器線圈電阻所引起的損耗，當電流通過線圈電阻發(fā)熱時，一部分電能就轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗，由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。

銅損可以通過測量變壓器短路阻抗來計算。變壓器的鐵損包括兩個方面：一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得磁芯內部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時，磁芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產生感應電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流，渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。鐵損可以通過測量變壓器空載電流來計算。

當變壓器一次接人交流電源以后，在一次繞組中就有交流電流流過，于是在鐵心中產生交變磁通，稱為主磁通。它隨著電源頻率而變化，主磁通集中在鐵心內；較少一部分在繞組外閉合，稱為漏磁通，它一般很小，可忽略不計。根據電磁感應定律，一、二次繞組都將產生感應電動勢。如果二次接有負載構成閉合回路，就有感應電流產生。變壓器通過一、二次繞組的磁耦合把電源的能量傳送給負載。




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