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变压器的工作原理详细介绍

2017/3/27 22:05:10 点击:
  变压器主要是利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器电能传递或作为信号传输的重要元件。当初级线圈中通有交流电流时,铁芯〔或磁芯)中便产生交变磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯〔或磁芯)和线圈组成.线圈有两个或两个以上的绕组.其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
    改变两个线圈的圈数比就会在第二个线圈L得到不同的电压,变压器就是根据这个原理制成的一种变换交流电压、电流和阻抗的装置将初级线圈和次级线圈的圈数采用适当的比例,可以把电路中的电压升高或降低。用公式可以表示,即;
    初级电压(U1)/次级电压(U2)=初级圈数(n1)/次级圈数(n2)
    应该注意的是,任何一只变压器只能把电能由初级转移到次级.使电压升高或降低,但不能增大功率。变压器初、次级的电压之比等于次、初级的电流之比。在不考虑变压器损耗的情况下可以说初级输人的功率等于次级输出的功率。如图6-25所示即为变压器的工作原理图。
电源变压器标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变压器也有参考价值。
一、识别电源变压器
1. 从外形识别 常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。
2. 从绕组引出端子数识别 电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰,初、次级绕组间往往加一屏蔽层,其屏蔽层是接地端。因此,电源变压器接线端子至少是4个。
3. 从硅钢片的叠片方式识别 E形电源变压器的硅钢片是交*插入的,E片和I片间不留空气隙,整个铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。
二、功率的估算
电源变压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积,不论是E形壳式结构,或是E形芯式结构(包括C形结构),均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面(矩形)面积。在测得铁芯截面积S之后,即可按P=S2/1.5估算出变压器的功率P。式中S的单位是cm2。
例如:测得某电源变压器的铁芯截面积S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W剔除各种误差外,实际标称功率是30W。
三、各绕组电压的测量
要使一个没有标记的电源变压器利用起来,找出初级的绕组,并区分次级绕组的输出电压是最基本的任务。现以一实例说明判断方法。
例:已知一电源变压器,共10个接线端子。试判断各绕组电压。
第一步:分清绕组的组数,画出电路图。
用万用表R×1挡测量,凡相通的端子即为一个绕组。现测得:两两相通的有3组,三个相通的有1组,还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果,画出电路图,并编号。
从测量可知,该变压器有4个绕组,其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组,⑩号端子与任一绕组均不相通,是屏蔽层引出端子。
第二步:确定初级绕组。
对于降压式电源变压器,初级绕组的线径较细,匝数也比次级绕组多。因此,像图4这样的降压变压器,其电阻最大的是初级绕组。
第三步:确定所有次级绕组的电压。
在初级绕组上通过调压器接入交流电,缓缓升压直至220V。依次测量各绕组的空载电压,标注在各输出端。如果变压器在空载状态下较长时间不发热,说明变压器性能基本完好,也进一步验证了判定的初级绕组是正确的。
四、各次级绕组最大电流的确定
变压器次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径D。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。测出直径后,依据公式I=2D2,可求出该绕组的最大输出电流。式中D的单位是mm。