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變壓器的空載損耗分析
空載損耗是變壓器的一個重要性能指標,是指變壓器一次繞組施加額定頻率額定電壓時,二次繞組空載所消耗的功率。主要包括三部分內容:一次繞組所產生的銅耗、變壓器鐵芯的勵磁損耗和渦流損耗。因為空載電流值比較小,一般情況下占額定電流值的5%左右,可以忽略不計,所以在理論情況下變壓器空載損耗數值等同于鐵芯損耗數值。
變壓器的負載損耗分析
變壓器的負載損耗是指在一對繞組中,當額定電流(分接電流)流經一個繞組的線路端子,且另一繞組短路時在額定頻率及參考溫度下所吸收的有功功率。變壓器的負載損耗也叫做銅損,除了繞組中通過電流產生的損耗外,一般實際情況中還存在其他的附加損耗;通常將繞組中產生的電阻損耗成為變壓器的基本負載損耗。
在理論情況下,變壓器的負載損耗只是評判產品損耗程度和判斷產品質量的一個參考值,而不是實際工作中的真實損耗值。一臺變壓器的空載損耗和短路損耗成反向變動關系,其它情況不變的情況下,當空載損耗數值越大,那么負載損耗就會越小;當一臺變壓器負載路損耗值較大時,可引發電流通過繞組時出現局部過熱現象使得繞組絕緣出現問題。所以電力變壓器的空載損耗和短路損耗數值應合理設計,而不能為了追求過低的空載損耗值而忽略負載損耗值的存在。
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低頻變壓器
低頻變壓器用來傳輸信號電壓和信號功率,還可實現電路之間的阻抗匹配,對直流電具有隔離作用。低頻變壓器又可分為音頻變壓器和電源變壓器兩種;音頻變壓器又分為級間耦合變壓器、輸人變壓器和輸出變壓器,其外形均與電源變壓器相似。音頻變壓器的主要作用是實現阻抗變換、耦合信號以及將信號倒相等。因為只有在電路阻抗匹配的情況下,音頻信號的傳輸損耗及其失真才能降到小。
(a)級間耦合變壓器。級間耦合變壓器用在兩級音頻放大電路之間,作為耦合元件,將前級放大電路的輸出信號傳送至后一級,并做適當的阻抗變換。
(b)輸入變壓器。在早期的半導體收音機中,音頻推動級和功率放大級之間使用的變壓器為輸人變壓器,起信號耦合、傳輸作用,也稱為推動變壓器。
輸人變壓器有單端輸人式和推挽輸入式。若推動電路為單端電路,則輸人變壓器為單端輸人式;若推動電路為推挽電路,則輸入變壓器為推挽輸入式。
(c)輸出變壓器。輸出變壓器接在功率放大器的輸出電路與揚聲器之間,主要起信號傳輸和阻抗匹配的作用。輸出變壓器也分為單端輸出變壓器和推挽輸出變壓器兩種。
(d)電源變壓器。電源變壓器的作用是將50Hz、220V交流電壓升高或降低,變成所需的各種交流電壓。按其變換電壓的形式,可分為升壓變壓器、降壓變壓器和隔離變壓器等;按其形狀構造,可分為長方體或環形(俗稱環牛)等。
顯示了初級和次級線圈; 電源連接到初級,隔離輸出取自次級。線圈在物理上彼此分離并且與核心分開。Michael Faraday在他的電磁學實驗中首次使用了早期的變壓器。法拉第發現,帶有電流的導線會在導線周圍產生磁場,當兩根單獨的導線纏繞在軟鐵環上時,一個電流會感應出一個磁場,而變化的磁通又會引起電壓。其他。現在稱為互感,法拉第被認為發現通過改變磁通量在電路中感應出電動勢。
因為法拉第正在使用直流電壓,所以當磁通量發生變化時,他只看到電池初連接或斷開電路時電磁感應的影響。當AC電源連接到初級時,變化的電流產生變化的磁場,磁通量在磁芯中實現,并且反過來引起次級電壓,在兩個線圈之間沒有電通路。由兩個線圈之間的磁通量變化提供的電感耦合允許跨變壓器的通信。由變壓器感應的磁場取決于繞組的匝數/單位長度,磁芯的介電常數和電流大小。 個商業上可行的變壓器是William Stanley在19世紀80年代為George Westinghouse工作而發明的。雖然任何由兩個獨立線圈和沒有接地屏蔽組成的變壓器提供隔離,但術語隔離變壓器適用于專為提供電氣隔離而設計的變壓器; 其主要目的是將交流電源與電路,設備和設備隔離開來。隔離變壓器的設計考慮了可能耦合初級和次級繞組的任何事物。它們通常在初級和次級線圈之間具有特殊的絕緣,并且被指定為承受繞組之間的高電壓。由于電源線/瞬態電壓噪聲可通過線圈的電容和電阻路徑耦合,因此隔離變壓器具有額外的功能,可降低共模噪聲(在以地為參考的**和中性線上),橫向模式噪聲(在**和中性線之間發生)和電磁噪聲。直流信號被變壓器阻擋,以及接地回路引起的干擾。對于敏感設備(計算機或測量儀器),包括靜電屏蔽以減少繞組之間的任何電容。
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