變壓器的作用:
1. 電壓變換:變壓器的核心功能之一是進行電壓等級的升降變換。原邊繞組接入一定電壓等級的交流電源后,通過改變副邊繞組的匝數(shù)比例,可以將高壓電降低為適合用戶使用的低壓電,或將在發(fā)電廠產生的低壓電升壓以減小遠距離輸電過程中的電能損耗。
2. 阻抗匹配:在電子設備和通信系統(tǒng)中,變壓器可以用來調整負載與電源之間的阻抗匹配,確保電流有效傳輸并化能量利用率,減少因阻抗不匹配導致的能量損失。
3. 電氣隔離:變壓器鐵芯內的原、副邊繞組雖然通過磁場耦合傳遞能量,但并無直接電氣連接,從而提供了良好的電氣隔離效果,防止電網間的故障相互影響,保障人身和設備穩(wěn)定運行。
4. 穩(wěn)壓功能:特定設計的變壓器如自耦變壓器、調壓器等具有穩(wěn)壓功能,能夠根據(jù)負載需求調節(jié)輸出電壓,保持供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
變壓器的關鍵參數(shù)包括:
匝數(shù)比(N1/N2):原邊繞組匝數(shù)(N1)與副邊繞組匝數(shù)(N2)之比,決定了電壓變換的比例,即U1/U2=N1/N2,其中U1和U2分別為原邊和副邊的電壓。
額定容量(kVA):變壓器的連續(xù)工作能力,反映了變壓器能輸送的功率大小。
效率(η):表示變壓器轉換電能的能力,計算公式為η=P2/P1,其中P1為輸入功率,P2為輸出功率。
短路電壓百分比(%):反映變壓器在短路試驗下的性能,用于評估變壓器的設計制造質量及并聯(lián)運行時的負荷分配情況。
空載電流和空載損耗:變壓器在沒有負載情況下,原邊繞組通電所產生的電流和損耗,是衡量變壓器設計優(yōu)劣的重要指標。
變壓器的工作原理基于電磁感應定律。當一個交流電流通過變壓器的初級線圈時,會產生一個交變磁場。這個磁場會在次級線圈中產生感應電動勢,從而改變次級線圈的電壓大小。改變初級和次級線圈的匝數(shù)比,就可以改變輸出電壓的大小。
2.按制造工藝及結構特性分類:
①貼片式變壓器:其導線采用盤形布置,變壓器繞組輕便、安裝方便,但其制作復雜,價格昂貴,適用于頻率較高、電力要求較高場合,尤其是電腦等精密設備中所采用。
②折彎式變壓器:其由于繞組連接方式簡單,能有效地提高設備的性,而且占地面積小,使用范圍廣,但變壓器負荷大時,因熱能發(fā)熱量大,制作麻煩,常用于大、中型機器和燈具用途。
③環(huán)狀式變壓器:其具有結構緊湊,體積小,重量輕,可有效地提高運行穩(wěn)定性,因此經常被用在正突、無線電、測量等應用場合。