什么是變壓器?

變壓器通過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，所以它通過感應(yīng)電壓產(chǎn)生電流。通過層疊芯，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。