什麼是變壓器:設備、工作原理和目的

電磁靜態裝置用於產生和施加磁場。在很多情況下,為什麼您需要在電子、電路和無線電工程中使用變壓器。該裝置配備有相互連接在磁芯上的電感繞組。電源產生交變場,而變壓器使用電磁感應在不改變頻率的情況下為電流提供恆定值。

變壓器

 

定義和應用

為設備供電需要不同特性的各種電壓。變壓器是一種利用磁場感應操作的設計。通過公共磁通連接的帶狀或線圈線圈降低或增加電壓。電視機使用 5 伏電壓來操作晶體管和微電路,當使用級聯振盪器時,為顯像管供電需要數千伏電壓。

隔離繞組放置在具有一定電壓值的自發磁化材料的磁芯上。較舊的設備使用現有的電源頻率,大約 60 Hz。現代電器電源電路使用高頻脈衝變壓器。交流電壓通過振盪器整流並轉換為具有指定參數的值。

電壓由具有脈寬調製的控制單元穩定。高頻脈衝串被傳輸到變壓器,輸出接收穩定值。過去設備的笨重和沈重被輕巧和小尺寸所取代。該單元的線性性能與功率成正比,比例為1:4,為減小器件尺寸增加了電流頻率。

如果您想在高頻下產生最低水平的干擾耗散,例如在提供優質聲音時,則在電源電路中使用大量設備。

電源變壓器

設計和工作原理

製造商選擇機組的基本操作規則,但這並不影響操作的可靠性。這些概念在製造過程中有所不同。變壓器的工作原理基於兩個陳述:

  • 定向電荷載流子的變化運動產生交變磁場;
  • 對通過線圈傳輸的力通量的影響會產生電動勢和感應。

該裝置由以下部分組成:

  • 一個導磁體(芯);
  • 線圈或繞組;
  • 用於佈置線圈的骨架;
  • 絕緣材料;
  • 冷卻系統;
  • 附加、訪問、保護的其他要素。

變壓器的運行取決於結構類型以及鐵芯和繞組的組合。在鐵芯型中,導體被包裹在繞組中,很難看到。線圈是可見的,磁芯的頂部和底部是可見的,並且軸是垂直的。構成線圈的材料必須具有良好的導電性。

在鎧裝型產品中,核心隱藏了大部分轉彎,它被水平或垂直放置。環形變壓器設計包括在磁芯上放置兩個獨立的繞組,它們之間沒有電氣連接。

磁系統

由合金變壓器鋼、鐵氧體、坡莫合金製成,並保留幾何形狀以產生單元的磁場。導體由板、帶、馬蹄鐵構成,並在壓力機上製成。放置繞組的部分稱為磁軛。軛是沒有線圈的元件,它執行電路的閉合。

變壓器的工作原理取決於支柱的方案,它們是:

  • flat - 軛和鐵芯的軸在一個平面上;
  • 空間-縱向元素排列在不同的表面上;
  • 對稱 - 相同形狀、尺寸和結構的導體以與其他類似的方式佈置在所有軛上;
  • 不對稱 - 各個展台的外觀、尺寸不同,並且放置在不同的位置。

如果假設直流電流流過稱為初級的繞組,則磁線打開。在其他情況下,核心是關閉的,它用於關閉電源線。

繞組

以一組匝的形式製成,排列在具有方形橫截面的導體上。該形狀用於高效操作並增加磁芯窗口中的填充因子。如果需要增加鐵芯的橫截面,則做成兩個平行元件的形式,以減少渦流的發生。每個這樣的導體稱為核心。

芯用紙包裹並塗上搪瓷清漆。有時,平行排列的兩根線芯被包裹在一個共同的絕緣層中,一組稱為電纜。繞組根據其用途進行區分:

  • 主要 - 它們被提供交流電,轉換後的電流出來;
  • 調節 - 它們配有抽頭以在低安培數下轉換電壓
  • 輔助 - 它們用於為其網絡提供低於變壓器標稱指標的功率,並用直流電對電路進行次級磁化。

奧莫特卡

包裝方法:

  • 行繞組 - 沿導體的整個長度沿軸線方向製作匝數,隨後的匝數緊密纏繞,沒有間隙;
  • 螺旋繞組 - 在環之間有間隙或繞過相鄰元件的多層繞組;
  • 圓盤繞線——螺旋排依次進行,在一個圓圈中,繞內、外方向按徑向順序繞製;
  • 鋁箔螺旋由鋁和銅寬板製成,厚度從0.1-2毫米不等。

符號

為了便於閱讀變壓器圖,有特殊標誌。鐵芯用粗線繪製,數字 1 表示初級繞組,次級匝數用數字 2 和 3 表示。

在某些電路中,芯線的粗細類似於線圈的半圓圖。芯材的名稱不同:

  • 鐵氧體磁芯用粗線繪製;
  • 帶磁隙的鋼芯用中間有斷口的細線畫出;
  • 由磁化電介質製成的軸用細虛線標記;
  • 根據門捷列夫的表格,銅棒被畫成一條帶有材料符號的細線。

粗點用於突出線圈輸出,瞬時感應表示相同。用於表示級聯發電機中的中間單元,以顯示反相。如果要設置組裝時的極性和繞組的方向,請放置點。初級繞組的匝數按慣例定義,就像半圈數沒有歸一化一樣,有比例關係,但沒有嚴格遵守。

主要特徵

當變壓器的次級開路時使用空閒模式,其中沒有電壓。電流流過初級繞組,並發生無功磁化。空閒運行用於確定效率、變比和鐵芯損耗。

負載操作涉及將電源連接到初級電路,其中總工作電流和空載電流流過。負載連接到變壓器的次級。這種模式很常見。

如果次級線圈的電阻是唯一的負載,則會出現短路階段。在這種模式下,電路中線圈的熱損失被確定。在設備替換系統中通過電阻設置考慮變壓器的參數。

輸入和輸出功率的比率決定了變壓器的效率。

應用

家用電器通過中性導體接地。消費者同時接觸相線和中性線會導致迴路故障並導致人身傷害。通過隔離變壓器接線可確保人員安全,因為次級繞組不與地面接觸。

在負載下傳輸矩形衝擊和轉換短信號時使用脈衝單元。輸出改變電流的極性和幅度,但電壓保持不變。

直流測量設備是一個磁放大器。小功率電子的定向運動有助於改變交流電壓。整流器提供恆定能量並取決於輸入電的值。

動力裝置廣泛用於小電流發電機,功率、性能在柴油機中具有中等價值。變壓器與負載串聯安裝,設備由初級繞組連接到電源,次級電路輸出變換的能量。輸出電流值與負載成正比。如果發電機是三相電流,則使用帶有 3 個磁棒的設備。

反相單元具有相同導電率的晶體管,並且僅放大輸出端的部分信號。為實現完整的電壓轉換,對兩個晶體管都施加一個脈衝。

匹配設備用於連接具有低電流輸入和輸出負載的高阻抗電子設備。這些單位在高頻線路中很有用,其中值的差異會導致能量損失。

變壓器類型

初級和次級電路中的電流額定值決定了變壓器的分類。普通型,指數在1-5A範圍內。

分離單元不提供兩個螺旋的連接。該設備提供電流隔離,即以非接觸方式傳輸脈衝。沒有它,在電路之間流動的電流僅受電阻的限制,由於其值較小,因此不予考慮。

匹配變壓器提供不同電阻值的匹配,以最大限度地減少輸出端脈衝形狀的失真。它用於組織電流隔離。

在找出什麼是功率方向變壓器之前,請注意它們是為與大功率網絡一起工作而生產的。交流電設備改變了接收裝置的能量值,並在容量和電力變化率大的地方工作。

旋轉變壓器不應與旋轉設備相混淆,旋轉設備是一種將旋轉角度轉換為電路電壓的機器,其效率取決於旋轉速度。該設備將電脈衝傳輸到機器的運動部件,例如錄像機的頭部。具有獨立繞組的雙芯,其中一個繞另一個旋轉。

充油機組採用特殊變壓器油進行線圈冷卻。它們具有封閉式磁路。與機載類型相比,它們可以與高功率網絡進行交互。

焊接變壓器以優化設備運行,降低電壓並產生高頻電流。這是由於電感阻抗或空載特性的變化。階躍調節是通過導體上的電氣繞組的佈局來執行的。

維迪變換羅夫

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