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一文了解電源變壓器的工作原理/功能及損耗

2018年11月02日 10:07 作者:工程師之余 用戶評論(0

電源變壓器的工作原理

關于電源變壓器,它是一種輸出和輸入共用一組線圈的特殊變壓器。升壓和降壓用不同的抽頭來實現。比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低。比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高。電源變壓器的工作原理就是運用電磁感應原理。將我們用的交流電通過線圈N產生一個磁場,在線圈N的旁邊有一個線圈M,由于線圈N產生的磁場不是不變的,而是根據電流的變化產生相應的變化。磁場的變化引起了線圈M中產生了相應的電流,其中的頻率會根據線圈N和線圈M的匝數比的不同而相應的改變線圈M的頻率。當然現在有很多電源變壓器開始變為單線圈的了(叫做自耦變壓器),其中的原理基本是相同的。

自耦變壓器是只有一個繞組的變壓器,當作為降壓變壓器使用時,從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組;當作為升壓變壓器使用時,外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時屬于一次和二次的那部分繞組稱為公共繞組,自耦變壓器的其余部分稱為串聯繞組,同容量的自耦變壓器與普通變壓器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且變壓器容量越大,電壓越高。這個優點就越加突出。因此隨著電力系統的發展、電壓等級的提高和輸送容量的增大,自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價低而得到廣泛應用。

電源變壓器的功能

電源變壓器除了體積較小外,在電力變壓器與電子變壓器二者之間,并沒有明確的分界線。一般提供60Hz電力網絡之電源均非常龐大,它可能是涵蓋有半個洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限制,通常受限于整流、放大,與系統其它組件的能力,其中有些部份屬放大電力者,但如與電力系統發電能力相比較,它仍然歸屬于小電力之范圍。各種電子裝備常用到變壓器,理由是:提供各種電壓階層確保系統正常操作;提供系統中以不同電位操作部份得以電氣隔離;對交流電流提供高阻抗,但對直流則提供低的阻抗;在不同的電位下,維持或修飾波形與頻率響應。

電源變壓器的損耗

在電源電壓器當中,當電流通過初級的線圈的時候就會產生一定的熱量,(線圈所產生的磁通在鐵芯流動,因為鐵芯本身也是導體,在垂直于磁力線的平面上就會感應電勢,這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產生電流,好像p一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加,并且使變壓器的鐵芯發熱電源變壓器的溫升增加。)更多的能量損耗在產生的“渦流”,這就是術語當中的“鐵損”。另外,當我們的電源變壓器里面運用了大量的銅線,電流經過的時候就會產生大量的熱量,這是我們所說的“銅損”。電源變壓器主要的熱源就是“銅損”和“鐵損”,也是這兩種現象使得電源變壓器損耗的功率變多。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產生的。 由于電源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,η=輸出功率/輸入功率。

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( 發表人:鄧家樂 )

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