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電氣常識--電源變壓器的基本知識
點(dian)擊次(ci)數：738 發布時間：2014-7-21 15:08:07
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變壓器的損耗當變壓器的初級繞組通電后，線圈所產生的磁通在鐵心流動，因為鐵心本身也是導體，在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢，這個電勢在鐵心的斷面上形成閉合回路并產生電流，好象一個旋渦所以稱為渦流。這個渦流使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵心發熱變壓器的溫升增加。由渦流所產生的損耗我們稱為鐵損。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為銅損。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。
由于變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小于輸入功率，為此我們引入了一個效率的參數來對此進行描述，=輸出功率/輸入功率。
變壓器的材料要繞制一個變壓器我們必須對與變壓器有關的材料要有一定的認識，為此這里我就介紹一下這方面的知識。
1、鐵心材料：變壓器使用的鐵心材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦流，使其損耗減少。我們通常稱為加了硅的鋼片為硅鋼片，變壓器的質量所用的硅鋼片的質量有很大的關系，硅鋼片的質量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000，
2、繞制變壓器通常用的材料有漆包線，沙包線，絲包線，最常用的漆包線。對于導線的要求，是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用Q2型號的高強度的聚脂漆包線。
3、絕緣材料在繞制變壓器中，線圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，層間可用聚脂薄膜或電話紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。
4、浸漬材料：變壓器繞制好后，還要過最后一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長使用壽命，一般情況下，可采用甲酚清漆作為浸漬材料。
電源變壓器的特性參數1、工作頻率變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。
2、額定功率在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。
3、額定電壓指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大于規定值。
4、電壓比指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。
5、空載電流變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。
6、空載損耗指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。
7、效率指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。
8、絕緣電阻表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。
電源變壓器的基本知識電源變壓器中常用的幾個術語：1.初級（PrimaryWinding）：是指電源變壓器的電源輸入端。
2.次級（SecondaryWinding）：是指電源變壓器的輸出端。
3.額定輸入電壓U1：是指電源變壓器的初級所接上的電壓，也就是電源變壓器的工作電壓。對GS變壓器來說，U1＝230V；對BS變壓器來說，U1＝240V.4.空載電流I0：是指電源變壓器的初級接上額定輸入電壓U1而次級不帶負載（即開路）時，流過初級的電流。I0與變壓器的設計有關，即使是兩個不同廠家生產的相同規格的電源變壓器，其I0也可能不同。
5.空載電壓U0：是指變壓器初級接受上額定輸入電壓U1而次級不帶負載（即開路）時，次級兩端的電壓。U0與變壓器的設計有關，即使是兩個不同廠家生產的相同規格的電源變壓器，其U0也可能不同。
6.負載電流I2：是指變壓器初級接上額定輸入電壓U1，次級接上額定負載時，流過負載的電流。
7.負載電壓U2：是指變壓器初級接上額定輸入電壓U1，次級接上額定負載時，負載兩端的電壓。
8.定輸出功率P2：是指變壓器在額定輸入電壓U1時的輸出功率，它表示變壓器傳送能量的大小。一般來說，在相同頻率下，P2越大，變壓器的尺寸越大；P2相同，即使輸出電壓U2不同，變壓器的尺寸也相同，即變壓器的價格也應相差無幾。
由公式P2=U2*I2可知若輸出功率P2一定，若輸出電壓U2越高，則輸出電流I2越低。舉例來說，一個輸出功率P2=10VA的變壓器，若輸出電壓U2=24V，則輸出電流I2=P2/U2=10VA/24V＝0.416A；若U2=12V，則輸出電流I2=0.833A.其次，我們來討論了一下EN61558-1（等同于IEC61558-1）中對電源變壓器的幾點要求：1.空載電壓U0有一個最高限值，其數值與變壓器的輸出功率P2對應，如下所示：P210VA時，（U0－U2）/U2100；10VA225VA時，（U0－U2）/U250；25VA263VA時，（U0－U2）/U220；63VA2250VA時，（U0－U2）/U215；250VA2630VA時，（U0－U2）/U210；630VA2時，（U0－U2）/U25；以上各式中的U2為變壓器的負載電壓。
2.負載電壓U2應在一定范圍內，由下式考核：/（U2-U2R）/U2R/5；若變壓器帶整流器，則/（U2-U2R）/U2R/10上式中U2R為額定負載電壓。
舉例來說，針對一個輸出為24V，12VA的變壓器，將變壓器的初級接上額定輸入電壓，次級接上負載，調節負載的阻值大小，使得流過負載的電流為12VA/24V=0.5A時，測量負載兩端的電壓即為U2.此例中U2R＝24V，則若23.8VU225.2V，此變壓器的輸出參數合格。
3.變壓器的溫升T在環境溫度為25℃時，將變壓器的初級接上額定輸入電壓，次級接上額定負載，使變壓器正常工作。然后將輸入電壓增加到1.06倍額定輸入電壓，待變壓器達到熱穩定狀態后，測量變壓器的溫升T及外殼溫度。
對耐熱等級為B級（130℃）的變壓器來說，T95K，外殼溫度不大于80℃。
注：熱穩定是指溫度在1小時內的變化不超過1℃。
4.介電強度變壓器的初級和次級之間、初級和殼體之間應能承受4200V歷時1min.的交流電壓而不出現擊穿或閃絡現象。 |
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