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变压器基础知识及变压器的基本原理

点击数: 发布时间:2020-10-15 08:19:44

变压器基础知识及

1. 什么叫变压器

变压器是一种用于交流电能转换的电气设备。它可以把一种交流电压、交流电流的电能转换成相同频率的另一种交流电压、交流电流的电能。

2. 变压器在电力系统中的主要作用是什么

变压器在电力系统中的主要作用是变换电压,以利于电能的传输。电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电经济性,达到远距离送电的目的;电压经降压变压器降压后,获得各级用电设备的所需电压,以满足用户使用的需要。

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3. 简述变压器的基本原理

变压器几乎在所有的输变电系统中都要用到,变压器虽种类较多,但其工作原理相同,只是根据不同的使用场合(不同的用途),变压器的绕制工艺会有不同的要求。变压器的功能主要有:电压变换、阻抗变换、隔离及稳压(磁饱和变压器)等。变压器常用的铁心形状一般有E 形和C 形。图 1-1 是变压器的基本工作原理图,当一个正弦交流电压U1 加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流I1 并产生交变磁通φ1,沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2,同时φ1 也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1,E1的方向与所加电压U1 的方向相反而幅度相近,从而限制了I1 的大小。为了保持磁通 φ1 的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗,尽管此时次级线圈没接负载,而初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”。图 1-1 变压器的基本工作原理图如果变压器次级接上负载,次级线圈就产生电流I2,并因此而产生磁通φ2,φ2 的方向与φ1 相反,起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电势E1 减少,其结果使I1 增大,可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时,I1 增加,φ1 也增加,并且φ1 增加部分正好补充了被φ2 所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗,可以认为一个理想的变压器,次级负载消耗的电功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率。

4. 变压器为什么不能使直流电变压

变压器能够变压的条件是,原边施以交流电势产生交变磁通,交变磁通将在副边产生感应电势,感应电势的大小与磁通的变化率成正比。当初级绕组通入交流电时,铁心内产生的磁通也随着变化,于是次级圈数大于初级圈数时,就能升高电压;反之,次级圈数小于初级时就能降压。当变压器通入直流电时,因直流电的大小和方向不随时间变化,因此铁心中无交变磁通,即磁通恒定,磁通变化率为零,就不能在次级绕组内感应出电势,所以不起变压作用。

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5. 为什么变压器的低压绕组在里边,而高压绕组在外边

变压器高低压绕组的排列方式,是由多种因素决定的。但就大多数变压器来讲,是把低压绕组布置在高压绕组的里边。这主要是从绝缘方面考虑的。理论上,不管高压绕组或低压绕组怎样布置,都能起到变压作用。但因为变压器的铁心是接地的,由于低压绕组靠近铁心,绝缘的要求容易达到。如果将高压绕组靠近铁心,则由于高压绕组电压很高,要达到绝缘要求,就需要很多的绝缘材料和较大的绝缘距离,这样不但增大了绕组的体积,而且浪费了绝缘材料。另外,由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头,即改变其匝数来实现的,把高压绕组安置在低压绕组的外边,引线引出也较容易。

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