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变压器的结构、选用及检测方法

2019-08-22 点击:958
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形状和符号

变压器可以改变交流电压或交流电流的大小。常见变压器的物理形状和电路符号如图4-9所示。

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图4-9变压器

结构,原理和功能

(1)结构

两组紧密间隔并彼此绝缘的线圈构成变压器。变压器的结构如图4-10所示。从图中可以看出,变压器主要由绕组和铁芯组成。绕组通常由漆包线(在表面上涂有绝缘层的线)或纱线缠绕的线制成。连接到输入信号的绕组称为初级绕组(或初级绕组),输出信号的绕组称为次级绕组。绕组(或称为次级线圈)。

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图4-10变压器结构

(2)工作原理

变压器的工作原理是电磁和磁电转换。图4-11所示电路用于说明变压器的工作原理。

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图4-11变压器工作原理图

当交流电压U1被送到变压器的初级绕组L1的两端时(L1的匝数为N1),交流电流I1流过L1,并且L1立即产生磁场,并且磁感应磁芯线沿着磁芯磨损,具有良好的磁导率。在次级绕组L2(匝数为N2)之后,磁感应线穿过L2,并且在L2上立即产生感应电动势。此时,L2相当于电源。由于L2和电阻器R连接形成闭合电路,L2具有交流电。电流I2输出并流过电阻器R,R两端的电压为U2。

变压器的初级绕组经受电磁转换,次级绕组经受磁 - 电转换。

(3)功能

变压器可以改变交流电压的大小以及交流电流。

1更换交流变压器既可以增加交流电压,又可以降低交流电压。在忽略功率损耗的情况下,变压器初级电压U1,次级电压U2,初级绕组匝数N1和次级绕组匝数N2之间的关系是:

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n被称为匝数比或电压比,并且从以上公式可知以下几点。

一个。当次级绕组匝数N2大于初级绕组的数量N1时,次级电压U2高于初级电压U1。那是

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当变压器可以提高交流电压时,变压器的电压比为n <1。 1被称为升压变压器。

湾当次级绕组匝数N2小于初级绕组的数量N1时,变压器可以降低交流电压,因此变压器n> 1。 1被称为降压变压器。

C。当次级绕组的绕组N2的数量等于初级绕组的匝数N1时,变压器不改变交流电压的大小,即,初级电压U1等于次级电压U2。虽然这种类型的变压器不能改变电压,但它可以将初级和次级电路电隔离,因此n=1变压器通常用作隔离变压器。

2更换交流电流互感器不仅会改变交流电压的大小,还会改变交流电流的大小。由于变压器功率损耗很小,可以忽略不计,因此变压器的输入功率P1等于输出功率P2,即

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从上面的公式可以看出,变压器的初级和次级电压与初级和次级电流成反比。如果次级电压增加,则次级电流减小,次级电压降低,并且次级电流增加。

总之,对于变压器,线圈两端的电压越高,流过线圈的电流越低。例如,如果电源变压器标有“输入电压220V,输出电压6V”,那么当变压器连接在一起时,变压器的初级和次级绕组匝数比为n=220/6=110 /3≈37。电路。流出次级绕组的电流是初级绕组的37倍。

特殊绕组变压器

上述变压器的第一和第二绕组仅具有一组绕组。在实际应用中,经常遇到其他形式绕组的变压器。图4-12显示了一些特殊的绕组变压器。

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图4-12特殊绕组变压器

特殊绕组变压器说明

多绕组变压器

多绕组变压器的初级和次级绕组由多个绕组组成。图4-12(a)显示了具有多个绕组的典型变压器。如果L1用作初级绕组,则L2,L3和L4都是次级绕组。绕组,L1绕组上的电压和其他绕组的电压关系得到满足

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例如,N1=1000,N2=200,N3=50,N4=10。当U1=220V时,U2,U3和U4电压分别为44V,11V和2.2V。

对于多绕组变压器,每个绕组的电流不能被按下

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要计算,并遵循P1=P2 + P3 + P4,即U1I1=U2I2 + U3I3 + U4I4,当次级绕组的负载电阻小时,流出绕组的电流会很大,输出功率会增加。其他次级绕组的输出电流将减小,功率将相应减小。

多抽头变压器

多抽头变压器的初级和次级绕组由两个绕组组成。除了具有四根引出线之外,还在绕组内连接一个抽头,以将一个绕组分成多个绕组。图4-12(b)是一个多抽头变压器。从图中可以看出,多抽头变压器电连接在由抽头分开的绕组之间,并且在两个绕组之间共用引出线,并且多绕组变压器的绕组是电隔离的。如果输入电压以匝数N1施加到绕组的两端,则绕组称为初级绕组,其他绕组为次级绕组,并且满足绕组之间的电压关系。

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单绕组变压器

单绕组变压器,也称为自耦变压器,只有一个绕组,通过绕组中的抽头产生初级和次级绕组。单绕组变压器如图4-12(c)所示。如果输入电压U1施加到整个绕组,那么整个绕组是初级绕组,匝数是N1 + N2,匝数N2的绕组是次级绕组,U1和U1的电压关系是U2很满意

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有许多类型的变压器,可根据核心,使用和工作频率进行分类。

(1)按核心类型分类

根据不同类型的铁芯,变压器可分为空心变压器,磁芯变压器和铁芯变压器。它们的电路符号如图4-13所示。

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图4-13三个变压器的电路符号

空心变压器是一种变压器,其中初级和次级绕组不缠绕。磁芯变压器是指一种变压器,其中初级和次级绕组缠绕在磁芯(例如铁氧体材料)上。铁芯变压器是指一种变压器,其中初级和次级绕组缠绕在铁芯(例如硅钢板)上。

(2)按目的分类

变压器根据其不同用途可分为电力变压器,音频变压器,脉冲变压器,恒压变压器,自耦变压器和隔离变压器。

(3)按工作频率分类

变压器根据其工作频率可分为低频变压器,中频变压器和高频变压器。

低频变压器是指用于低频电路的变压器。低频变压器的核心通常由硅钢片制成。常见的核心形状为E形,C形和环形,如图4-14所示。

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图4-14通用变压器核心

E芯具有成本低的优点,但其缺点是磁路中的气隙较大,效率较低,工作时电噪声较大。 C型芯由两个形状相同的C型芯组成。与E-core相比,其磁路具有更小的气隙和更好的性能。环形芯由冷轧硅钢带制成。磁路中没有气隙。磁漏非常小,电噪声很小。

常见的低频变压器是电力变压器和音频变压器,如图4-15所示。

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图4-15常见的低频变压器

电力变压器的功能是增加或减少电源电压。降压降压变压器是最常见的。一些手机充电器和小型录像机在外部电源中使用降压电源变压器。该变压器具有更多的初级绕组匝数和220 V AC电压,而次级绕组匝数更小,输出电压更低。在一些高质量的功率放大器中,通常使用环形电源变压器。

音频变压器用于音频信号处理电路,如收音机和录音机的音频放大电路。当在两个电路之间添加音频变压器时,音频变压器可以最大程度地将前一个电路的信号传输到后一个电路。

2中频变压器中频变压器是指中频电路中使用的变压器。无线电设备中使用的中频变压器也称为中周。在中间周,第一和第二绕组缠绕在尼龙支架(内部带有磁芯)上,并由金属屏蔽罩包围。中周的形状,结构和电路符号如图4-16所示。

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图4-16周中(中频变压器)

它通常用于收音机,如收音机和电视机在一周中。它主要用于选择频率(即,从许多频率的信号中选择需要频率的信号)。调整绕组中磁芯的位置可以改变初级和次级绕组。电感可以选择不同频率的信号。

3高频变压器高频变压器是用于高频电路的变压器。高频变压器通常使用磁芯或空芯。其中,磁芯更常见。最常见的高频变压器是无线电的磁性天线。形状和电路符号如图4-17所示。

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图4-17磁性天线(高频)

越长,横截面积越大,接收的无线电波信号越强。

主要参数

变压器的主要参数是电压比,额定功率,频率特性和效率。

(1)电压比

变压器的电压比是指初级绕组电压U1与次级绕组电压U2的比值,其等于初级绕组(N1)与次级绕组(N2)的匝数比,即

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降压变压器的电压比为n> 1,升压变压器的电压比为n <1,隔离变压器的电压比为n=1。

(2)额定功率

额定功率是指变压器在规定的工作频率和电压下长时间正常工作时的输出功率。变压器的额定功率与磁芯的横截面积和漆包线的线径有关。变压器铁芯的横截面积越大,漆包线的线径越厚,输出功率越大。

通常,只有电力变压器具有额定功率参数。由于工作电压低,电流小,其他变压器通常不考虑额定功率。

(3)频率特性

频率特性意味着变压器具有一定的工作频率范围。具有不同工作频率范围的变压器通常不可互换。例如,不能使用低频变压器代替高频变压器。当变压器在其频率范围之外工作时,存在温度升高或不能正常工作的现象。

(4)效率

效率是指变压器连接到额定负载时输出功率P2与输入功率P1的比率。可以使用以下公式计算变压器效率:

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η值越大,变压器损耗越小,效率越高。变压器的效率通常在60%和100%之间。

检测

当检测变压器时,通常测量每个绕组的电阻,绕组之间的绝缘电阻以及绕组和磁芯之间的绝缘电阻。以图4-18所示的电源变压器为例说明变压器的检测方法(注:变压器输入电压为220V,输出电压为3V-0V-3V,额定功率为3V) 一个)。

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图4-18普通电源变压器

变压器的测试如图4-19所示。

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图4-19变压器检测

变压器的检测程序如下。

第一步:测量每个绕组的电阻。

万用表拨打R×100Ω,红色和黑色测试引线分别连接到变压器的第一端和第二端。测量初级绕组的电阻,如图4-19(a)所示,然后在表盘上读取电阻。该图显示了初级绕组的正常电阻,即1.7kΩ。

如果测得的电阻为∞,则初级绕组打开。

如果测量的电阻为0,则初级绕组短路。

如果测量的电阻太小,则可能是匝间短路。

然后将万用表拨到R×1Ω模块,以相同的方式测量变压器的3,4和4和5端子的电阻,通常约为几欧姆。

通常,变压器的额定功率越高,初级绕组的电阻越小,变压器的输出电压越高,并且次级绕组电阻越大(由于匝数越大)。

步骤2:测量绕组之间的绝缘电阻。

万用表拨打R×10kΩ齿轮,红色和黑色测试引线分别连接到变压器第一和第二绕组的一端,如图4-19(b)所示,然后是电阻值在表盘上读取。该图显示电阻是无穷大的,表明初级和次级绕组之间的绝缘良好。

如果测得的电阻小于无穷大,则表明初级绕组和次级绕组之间存在短路或漏电。

第三步:测量绕组和磁芯之间的绝缘电阻。

将万用表转为R×10kΩ,将红色测试导线连接到变压器铁芯或金属外壳,并将黑色测试导线连接到绕组的一端,如图4-19(c)所示,然后读取电阻在表盘上。该图显示电阻是无穷大的,表明绕组与磁芯良好绝缘。

如果测量的电阻小于无穷大,则初级绕组和磁芯之间存在短路或泄漏。

相同的方法用于测量次级绕组和磁芯之间的绝缘电阻。

对于电力变压器,通常测量空载二次电压,如图4-19(d)所示。首先,将220V交流电压连接到变压器的初级绕组,然后用万用表的10V交流齿轮测量次级绕组两端的电压。测得的电压值应与变压器的标称次级绕组电压相同或相似,并允许5%。 20%的错误。如果次级绕组的所有端子之间的电压高,则初级绕组部分地短路。如果次级绕组两端的电压较低,则两端之间的绕组短路。

使用

(1)电力变压器的选择

选择电源变压器时,输入和输出电压必须满足电路的要求,额定功率应大于电路所需的功率。如图4-20所示,该电路需要6V交流电压供电,最大输入电流为0.4A。为满足该电路的要求,输入电压为220V,输出电压为6V,功率为3VA(3VA> 6V×0.4A)电源变压器。

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图4-20电源变压器选择示例

对于通用电源电路,可以选择E形铁芯的电源变压器。如果使用高保真音频功率放大器的电源电路,则应选择“C”形变压器或环形磁芯。对于具有相同输出电压和输出功率且所有这些都是核心材料的电力变压器,它们通常可以直接互换。

(2)其他类型的变压器

虽然变压器的基本工作原理是相同的,但变压器的种类是由芯材,绕组形式和引脚排列引起的。在设计和制造电路时,应根据电路的需要,从结构,电压比,频率特性,工作电压和额定功率等方面选择变压器。在维护电路中,最好用相同类型的变压器更换损坏的变压器。如果找不到相同的型号,请尝试找到具有类似参数的变压器进行更换。

变形金刚的型号名称

国内变压器型号名称由以下三部分组成。

第一部分:变压器的主要名称用字母表示。

第二部分:变压器的额定功率用数字表示。

第三部分:序列号由数字表示。

变压器的型号名称和含义如表4-3所示。

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表4-3变压器的型号名称和含义

例如,DB-60-2代表60VA电力变压器。

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