变压器知识
变压器的一些简单参数
变压器的一些参数 对不同类型的变压器都有相应的技述要求,可用相应的技述参数表示.如电源变压器的主要技述参数有: 额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能, 对于一般低频的主要技述参数是:变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等. A.电压比: 变压器两组线圈圈数分别为N1和N2,N1为初级,N2为次级.在初级线圈上加一交流电压,在次级线圈 两端就会产生感应电动势.当N2>N1时,其感应电动势要比初级所加的电压还要高,这种变压器称为升压变 压器:当N2 式中n称为电压比(圈数比).当n<1时,则N1>N2,V1>V2,该变压器为降压变压器.反之则为升 压变压器. B.变压器的效率: 在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值,叫做的效率,即 η= x{bfb} 式中η为变压器的效率;P1为输入功率,P2为输出功率. 当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时,效率η等于{bfb},变压器将不产生任何损耗.但实际上这种 变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗,这种损耗主要有铜损和铁损. 铜损是指线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就转变为热能而损耗. 由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损. 变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压器硅钢片的磁力线其 方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗. 另一是涡流损耗,当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流, 由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种 损耗称为涡流损耗. 变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率 就越小,效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低. 怎样判别电源变压器参数 电源标称功率、电压、电流等参数的标记,日久会脱落或消失。有的市售变压器根本不标注 任何参数。这给使用带来极大不便。下面介绍无标记电源变压器参数的判别方法。此方法对选购电源变 压器也有参考价值。 一、识别电源变压器 1. 从外形识别 常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构(铁芯包裹线圈), 采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯,磁漏小,体积小, 呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。 2. 从绕组引出端子数识别 常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有四 个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰,初、次级绕组间往往加一屏蔽层,其屏蔽层是 接地端。因此,电源变压器接线端子至少是4个。 3. 从硅钢片的叠片方式识别 E形电源变压器的硅钢片是交*插入的,E片和I片间不留空气隙,整个 铁芯严丝合缝。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源和音频变压器的 最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。 二、功率的估算 电源变压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积,不论是E形壳式结构, 或是E形芯式结构(包括C形结构),均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面(矩形)面积。在测得铁芯截面 积S之后,即可按P=S2/1.5估算出变压器的功率P。式中S的单位是cm2。 例如:测得某电源变压器的铁芯截面积S=7cm2,估算其功率,得P=S2/1.5=72/1.5=33W 剔除 各种误差外,实际标称功率是30W。 三、各绕组电压的测量 要使一个没有标记的电源变压器利用起来,找出初级的绕组,并区分次级绕组的输出电压是 最基本的任务。现以一实例说明判断方法。 例:已知一电源变压器,共10个接线端子。试判断各绕组电压。 {dy}步:分清绕组的组数,画出电路图。 用万用表R×1挡测量,凡相通的端子即为一个绕组。现测得:两两相通的有3组,三个相通的有1组, 还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果,画出电路图,并编号。 从测量可知,该变压器有4个绕组,其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组,⑩号端子与任一绕 组均不相通,是屏蔽层引出端子。 第二步:确定初级绕组。 对于降压式电源变压器,初级绕组的线径较细,匝数也比次级绕组多。因此,像图4这样的降压变压器, 其电阻{zd0}的是初级绕组。 第三步:确定所有次级绕组的电压。 在初级绕组上通过调压器接入交流电,缓缓升压直至220V。依次测量各绕组的空载电压,标注在各输 出端。如果变压器在空载状态下较长时间不发热,说明变压器性能基本完好,也进一步验证了判定的初级 绕组是正确的。 四、各次级绕组{zd0}电流的确定 次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径D。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。 测出直径后,依据公式I=2D2,可求出该绕组的{zd0}输出电流。式中D的单位是mm。 一、识别电源变压器 1. 从外形识别 常用电源变压器的铁芯有E形和C形两种。E形铁芯变压器呈壳式结构 (铁芯包裹线圈),采用D41、D42优质硅钢片作铁芯,应用广泛。C形铁芯变压器用冷轧硅钢带作铁芯, 磁漏小,体积小,呈芯式结构(线圈包裹铁芯)。两者的外形见图1。 2. 从绕组引出端子数识别 电源变压器常见的有两个绕组,即一个初级和一个次级绕组,因此有 四个引出端。有的电源变压器为防止交流声及其他干扰,初、次级绕组间往往加一屏蔽层,其屏蔽层 是接地端。因此,电源变压器接线端子至少是4个。 3. 从硅钢片的叠片方式识别 E形电源变压器的硅钢片是交叉插入的,E片和I片间不留空气隙, 整个铁芯严丝合缝,见图2。音频输入、输出变压器的E片和I片之间留有一定的空气隙,这是区别电源 和音频变压器的最直观方法。至于C形变压器,一般都是电源变压器。 二、功率的估算 电源变压器传输功率的大小,取决于铁芯的材料和横截面积。所谓横截面积,不论是E形壳式结构, 或是E形芯式结构(包括C形结构),均是指绕组所包裹的那段芯柱的横断面(矩形)面积,如图3的 S面所示。在测得铁芯截面积S之后,即可按P=S2/1.5估算出变压器的功率P。式中S的单位 是cm2。 例如:测得某电源变压器的铁芯截面积S=7cm2,估算其功率,得 P=S2/1.5=72/1.5=33W 剔除各种误差外,实际标称功率是30W。 三、各绕组电压的测量 要使一个没有标记的电源变压器利用起来,找出初级的绕组,并区分次级绕组的输出电压是最 基本的任务。现以一实例说明判断方法。 例:已知一电源变压器,共10个接线端子。试判断各绕组电压。 {dy}步:分清绕组的组数,画出电路图。 用万用表R×1挡测量,凡相通的端子即为一个绕组。现测得:两两相通的有3组,三个相通 的有1组,还有一个端子与其他任何端子都不通。照上述测量结果,画出电路图,并编号,如图4所示。 从测量可知,该变压器有4个绕组,其中标号⑤、⑥、⑦的是一带抽头的绕组,⑩号端子与任一绕组 均不相通,是屏蔽层引出端子。 第二步:确定初级绕组。 对于降压式电源变压器,初级绕组的线径较细,匝数也比次级绕组多。因此,像图4这样的降压 变压器,其电阻{zd0}的是初级绕组。 第三步:确定所有次级绕组的电压。 在初级绕组上通过调压器接入交流电,缓缓升压直至220V。依次测量各绕组的空载电压,标注在 各输出端。如果变压器在空载状态下较长时间不发热,说明变压器性能基本完好,也进一步验证了判定 的初级绕组是正确的。 四、各次级绕组{zd0}电流的确定 变压器次级绕组输出电流取决于该绕组漆包线的直径D。漆包线的直径可从引线端子处直接测得。 测出直径后,依据公式I=2D2,可求出该绕组的{zd0}输出电流。式中D的单位是mm。 例:测得某次级D=0.5mm,则其{zd0}输出电流I=2D2=2×0.52=0.5A。 多绕组变压器同名端的判别 在使用多绕组变压器时,常常需要弄清各绕组引出线的同名端或异名端,才能正确地将线圈并联 或串联使用 电源变压器质量的简单判别法 电源变压器除检查电压准确度和绝缘性能之外,还要知道它的效率、负载率、发热量等。下面介绍一种 通过测定两个参素数来判别电源变压器质量的简单判别法。 1.空载电流的测定 变压器的空载电流是指初级接额定电压,次级xx空载测得的初级电流。这个电流与进线电压的乘积则 为空载损耗,也就是指变压器的铁芯损耗。它是铁芯在交流磁场中涡流损耗和磁滞损耗之和。因而, 变压器的空载电流越小,表明铁芯的质量越好,且安培匝数设计非常合理。这种情况下,一般认为 空载电流相似于铁损耗,空载电流的大小,也就反映铁损的大小。小于10W的变压器空载电流约 7~15mA;100W的变压器,空载电流约30~60mA之间,都认为正常。铁损较大的变压器,发热量必然大,如果是因安培匝数设计不合理,其空载电流大增,结果造成温升增大,其寿命也不会长。一般环形变压器的空载电流应低于普通插片式变压器的空载电流。 2.铜损的测定 变压器的铜损是指初、次级导线的直流电阻造成的损耗。因此测定铜损只需将变压器加上额定电流即可测出I2R。测试方法如下:首先将变压器的次级线圈两端直接短接(有几组要短路几组),再将变压器初级串入交流电流表,再与0~250V的交流调压器相接,并接入市电。调节调压器由0V整至使电流表读数为变压器的额定电流(如200VA的变压器,额定电流为0.9A),用万用表测出此时变压器初级的电压,将此电压乘上变压器的额定电流既为“铜损”(测量铜损时间要短,不然会损坏变压器)。由于次级的短路,变压器初级上的电压必然很低。这样,铁芯的磁通量极小,铁损也极小,可以忽略。故测出的I2R是很xx的。在这项测试中损耗越小,漆包线的电阻值也越小,这种变压器的负载率也必然大。 在正常情况下,铁损和铜损之和对500W的变压器应小于45W。随着变压器的容量减小,其损耗相应增大,因为小型变压器的铜损是大于铁损的。 从以上测定可知,变压器的开路损耗加上短路损耗越小,则变压器的质量越好,工作时温升也越低,并且有很好的负载率。这样在很短时间内,就能知道变压器的性能好坏。 相关名词解释 1、电磁感应,当环链着某一导体的磁通发生变化时,导体内就出现电动势,这种现象叫电磁感应。 2、自感,当闭合回路中的电流发生变化时,则由这电流所产生的穿过回路本身磁通也发生变化,因此在回路中也将感应电动势,这现象称为自感现象,这种感应电动势叫自感电动势。 3、互感,如果有两只线圈互相靠近,则其中{dy}只线圈中电流所产生的磁通有一部分与第二只线圈相环链。当{dy}线圈中电流发生变化时,则其与第二只线圈环链的磁通也发生变化,在第二只线圈中产生感应电动势。这种现象叫做互感现象。 4、电感,自感与互感的统称。 5、感抗,交流电流过具有电感的电路时,电感有阻碍交流电流过的作用,这种作用叫做感抗,以Lx表示,Lx=2πfL。 6、磁通,磁感应强度与垂直于磁场方向的面积的乘积叫做磁通,以字母φ表示,单位为麦克斯韦。 7、磁通密度,单位面积上所通过的磁通大小叫磁通密度,以字母B表示,磁通密度和磁场感应强度在数值上是相等的。 8、磁阻,与电阻的含义相仿,磁阻是表示磁路对磁通所起的阻碍作用,以符号Rm表示,单位为1/亨。 9、导磁率,又称导磁系数,是衡量物质的导磁性能的一个系数,以字母μ表示,单位是亨/米。 10、磁滞,铁磁体在反复磁化的过程中,它的磁感应强度的变化总是滞后于它的磁场强度,这种现象叫磁滞。 11、磁滞回线,在磁场中,铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示,当磁化磁场作周期的变化时,铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线,这条闭合线叫做磁滞回线。 12、磁滞损耗,放在交变磁场中的铁磁体,因磁滞现象而产生一些功率损耗,从而使铁磁体发热,这种损耗叫磁滞损耗。 13、电磁感应,当环链着某一导体的磁通发生变化时,导体内就出现电动势,这种现象叫电磁感应。 用测电感的方式可以判定同名端,先用电表测定绕组.在用电桥测每一个绕组电感并记录.再将两个绕组串连再测其电感,若其电感比两个绕组电感量和大,则可以判定1.3同名端.(事前先假定1.2为一绕组,3.4为一绕组,连接2.3.测试电感.).若未有增加,则可以认为1.4同名端.用同样的方式可以判定其他绕组的同名端. 把每个绕组的线头和线尾所挂脚位记下,一般线头为同名端。当两个绕组的异名端相连时,两个绕组的连接方式为串联,其端电压为两个绕组的输出电压之和。当两个绕组的同名端相连时,其连接方式为并联,输出电流为两个绕组的输出电流之和。 一个变压器有两个组输出,分别为36V,12V,如果两组电源串联,得到电压为48V,那么连接线圈两个端子,不是同名端,是异名端,如果两组电源串联,得到电压为24V,那么连接线圈两个端子,是同名端,不是异名端.同一磁芯中的绕组如果同名端相连,电感量会小于两个绕组中的{zd0}电感.异名端相连,电感量会大于两个绕组中的{zd0}电感,就好象两个电池相连的道理一样.