电子变压器的工作原理是什么?电力变压器有哪些分类?

世界金属报网   2023-03-16 13:43:23

电子变压器,具有将市电的交变电压转变为直流后再通过半导体开关器件以及电子元件和高频变压器绕组构成一种高频交流电压输出的电子装置,也是在电子学理论中所讲述的一种交直交逆变电路。接下来,详细为你说下电子变压器的工作原理 电力变压器分类及作用。

1.电子变压器的工作原理

变压器就是一种利用电磁互感应的原理来变换电压,电流和阻抗的器件,其主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。

当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈(或原线圈),其余的绕组叫次级线圈(或副线圈)。具体原理为:

当变压器的原线圈接在交流电源上时,铁心中便产生交变磁通,交变磁通用φ表示。初、次线圈中的φ是相同的,φ也是简谐函数,表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知,初、次线圈中的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为初、次线圈的匝数。U1=-e1,U2=e2(初线圈物理量用下角标1表示,次线圈物理量用下角标2表示),其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ,令k=N1/N2,称变压器的变比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k,即变压器初、次线圈电压有效值之比,等于其匝数比且初、次线圈电压的位相差为π。

进而得出:U1/U2=N1/N2,在空载电流可以忽略的情况下,有I1/ I2=-N2/N1,即初、次线圈电流有效值大小与其匝数成反比,且相位差π。

进而可得:I1/ I2=N2/N1,理想变压器初、次线圈的功率相等P1=P2。说明理想变压器本身无功率损耗。实际变压器总存在损耗,其效率为η=P2/P1。电力变压器的效率很高,可达90%以上。

2.电力变压器分类及作用

分类:

1、 按用途分类:电力变压器、特种变压器(如电炉变、整流变、工频试验变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等)。

2、按结构分类:有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器。

3、按冷却方式分类:有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风(水)冷方式、及水内冷式等。

4、按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。

5、按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。

6、按导电材质分类:有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。

7、按调压方式分类:可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。

8、按中性点绝缘水平分类:有全绝缘变压器、半绝缘(分级绝缘)变压器。

作用:

1、变压器是一种通过改变电压而传输交流电能的静止感应电器。 在电力系统中,变压器的地位十分重要,不仅所需数量多,而且性能好,运行安全靠。

2、变压器除了应用在电力系统中,还应用在需要特种电源的工矿企业中。例如:冶炼用的电炉变压器,电解或化工用的整流变压器,焊接用的电焊变压器,试验用的试验变压器,交通用的牵引变压器,以及补偿用的电抗器,保护用的消弧线圈,测量用的互感器等。

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