變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí),鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。
(1)空載電流。當(dāng)變壓器二次側(cè)繞組開(kāi)路,一次側(cè)繞組施加額定頻率的額定電壓時(shí),其中流過(guò)的電流,稱(chēng)為空載電流i0??蛰d電流一般占額定電流的1%~8%,變壓器容量越大,空載電流占額定電流的比例越小。
(2)空載損耗。變壓器空載電流包括兩部分,其中無(wú)功分量是產(chǎn)生磁通的勵(lì)磁電流,有功部分消耗在繞組銅阻上的稱(chēng)為銅損,消耗在鐵心渦流上的稱(chēng)為鐵損,變壓器的銅損和鐵損即為空載損耗。
(3)阻抗電壓。變壓器二次側(cè)繞組短接,使一次側(cè)正好能夠產(chǎn)生額定電流所需施加的電壓,稱(chēng)為阻抗電壓或稱(chēng)短路電壓,一般用其占額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。阻抗電壓大小與變壓器的性能和成本、系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電質(zhì)量有關(guān)。
(4)負(fù)載損耗。變壓器二次側(cè)繞組短接,一次側(cè)繞組通以額定電流時(shí)所汲取的有功功率稱(chēng)為負(fù)載損耗。負(fù)載損耗主要是一次側(cè)、二次側(cè)繞組的電阻損耗,又稱(chēng)銅損。
(5)變壓器損耗。變壓器損耗包括有功損耗和無(wú)功損耗兩部分。其中有功損耗主要由繞組電阻(銅損)和渦流損耗(鐵損)構(gòu)成;無(wú)功損耗包含了產(chǎn)生主磁通的空載電流及消耗在一次側(cè)、二次側(cè)繞組的漏磁電抗上的損耗。
(6)變壓器效率。又稱(chēng)變壓器的電能利用率。它是變壓器輸出有功功率與輸入有功功率之比,常用百分?jǐn)?shù)表示,即η=p2/p1×100%。式中:p2為輸出有功功率;p1為輸入有功功率。
電源變壓器的特性參數(shù)
1 工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關(guān)系很大,故應(yīng)根據(jù)使用頻率來(lái)設(shè)計(jì)和使用,這種頻率稱(chēng)工作頻率。
2 額定功率
在規(guī)定的頻率和電壓下,變壓器能長(zhǎng)期工作,而不超過(guò)規(guī)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(shí)不得大于規(guī)定值。
4 電壓比
指變壓器初級(jí)電壓和次級(jí)電壓的比值,有空載電壓比和負(fù)載電壓比的區(qū)別。
5 空載電流
變壓器次級(jí)開(kāi)路時(shí),初級(jí)仍有一定的電流,這部分電流稱(chēng)為空載電流??蛰d電流由磁化電流(產(chǎn)生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對(duì)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(jí)開(kāi)路時(shí),在初級(jí)測(cè)得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗,其次是空載電流在初級(jí)線圈銅阻上產(chǎn)生的損耗(銅損),這部分損耗很小。
7 效率
指次級(jí)功率p2與初級(jí)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(guān)。
音頻變壓器和高頻變壓器特性參數(shù)
1 頻率響應(yīng)
指變壓器次級(jí)輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
2 通頻帶
如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為u0,當(dāng)輸出電壓(輸入電壓保持不變)下降到0.707u0時(shí)的頻率范圍,稱(chēng)為變壓器的通頻帶b。
3 初、次級(jí)阻抗比
變壓器初、次級(jí)接入適當(dāng)?shù)淖杩箁o和ri,使變壓器初、次級(jí)阻抗匹配,則ro和ri的比值稱(chēng)為初、次級(jí)阻抗比。在阻抗匹配的情況下,變壓器工作在最佳狀態(tài),傳輸效率最高。