什么是變壓器?

變壓器通過(guò)使用電磁互感將電能從一個(gè)電路傳輸?shù)搅硪粋€(gè)電路。其主要目的是將一個(gè)電壓電平的功率轉(zhuǎn)換為相同頻率的交流功率到另一個(gè)電平。沒(méi)有變壓器，電力的廣泛分布將是不切實(shí)際的。

變壓器怎么操作

變壓器是用于將能量從一個(gè)AC電路傳遞到另一個(gè)AC電路的靜態(tài)設(shè)備(沒(méi)有移動(dòng)部件)。這種能量轉(zhuǎn)移可能涉及電壓的增加或減少，但兩個(gè)電路的頻率相同。當(dāng)轉(zhuǎn)換發(fā)生在電壓增加時(shí)，它被稱為升壓變壓器。當(dāng)電壓降低時(shí)，它被稱為降壓變壓器。它們實(shí)現(xiàn)了交流電壓的這種變化，幾乎沒(méi)有功率損失。變壓器可以在方便的電壓下發(fā)電，將其升壓到非常高的電壓以進(jìn)行長(zhǎng)距離傳輸，然后將其降壓以實(shí)現(xiàn)實(shí)際分配。

基本變壓器(圖1)由纏繞在鐵芯上并通過(guò)磁通連接在一起的兩個(gè)線圈組成。需要交流電源的變化電流以在鐵芯中產(chǎn)生變化的磁通量，使得來(lái)自一個(gè)繞組的電能被引入另一個(gè)繞組中。從電源接收功率的繞組稱為初級(jí)繞組，而向負(fù)載供電的繞組稱為次級(jí)繞組。當(dāng)AC電壓施加到初級(jí)線圈時(shí)，所產(chǎn)生的電流建立了不斷變化的磁場(chǎng)。當(dāng)該磁場(chǎng)膨脹和坍塌時(shí)，它會(huì)在次級(jí)繞組中引起交流電壓。初級(jí)的AC頻率在次級(jí)中引入相同的頻率。

變壓器怎么設(shè)計(jì)

變壓器的操作原理基于互感。當(dāng)圍繞一個(gè)導(dǎo)體的磁場(chǎng)穿過(guò)另一個(gè)導(dǎo)體時(shí)，會(huì)發(fā)生相互感應(yīng)，從而在其中產(chǎn)生電壓。通過(guò)將導(dǎo)體形成為線圈并將它們纏繞在共同的磁芯上可以增加這種效果。

當(dāng)變壓器的初級(jí)線圈連接到交流電壓時(shí)，初級(jí)線圈中將存在稱為勵(lì)磁電流的電流。這個(gè)激勵(lì)電流建立了一個(gè)交流磁通，它連接匝并在兩個(gè)繞組中感應(yīng)出電壓。在初級(jí)中感應(yīng)的自感應(yīng)電壓是反電壓，極性相反并且在幅度上與施加的電壓幾乎相等。這將激勵(lì)電流限制在相對(duì)較低的值。初級(jí)激勵(lì)電流滯后施加的電壓大約90度，因?yàn)榫€圈主要是電感性的并且具有非常小的電阻。次級(jí)繞組中感應(yīng)的電壓是互感的結(jié)果。由于典型的電力變壓器具有幾乎100%的磁鏈，所以在次級(jí)線圈的每匝中將感應(yīng)出相同的電壓。

變壓器纏繞在由鋼板堆疊或疊片制成的芯上。磁芯確保初級(jí)和次級(jí)繞組之間的良好磁性連接。渦流是由交流電引起的，該交流電在變壓器本身的磁芯中感應(yīng)出電壓。因?yàn)殍F芯是導(dǎo)體，所以它通過(guò)感應(yīng)電壓產(chǎn)生電流。通過(guò)層疊芯，渦流的路徑顯著減小，從而減少熱量和功率損失。通過(guò)層壓板的平坦表面上的薄絕緣材料涂層防止渦流從層壓流到層壓。確實(shí)存在的渦流非常小并且表示在核心中作為熱量消耗的浪費(fèi)的功率。