變壓器的原理
當(dāng)一個(gè)正弦交流電壓U1加在初級(jí)線(xiàn)圈兩端時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵芯穿過(guò)初級(jí)線(xiàn)圈和次級(jí)線(xiàn)圈形成閉合的磁路。在次級(jí)線(xiàn)圈中感應(yīng)出互感電勢(shì)U2，同時(shí)ф1也會(huì)在初級(jí)線(xiàn)圈上感應(yīng)出一個(gè)自感電勢(shì)E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時(shí)次級(jí)沒(méi)接負(fù)載，初級(jí)線(xiàn)圈中仍有一定的電流，這個(gè)電流我們稱(chēng)為“空載電流”。
如果次級(jí)接上負(fù)載，次級(jí)線(xiàn)圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵芯中總的磁通量有所減少，從而使初級(jí)自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見(jiàn)初級(jí)電流與次級(jí)負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級(jí)負(fù)載電流加大時(shí)I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵芯里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個(gè)理想的變壓器次級(jí)負(fù)載消耗的功率也就是初級(jí)從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過(guò)改變次級(jí)線(xiàn)圈的圈數(shù)而改變次級(jí)電壓，但是不能改變?cè)试S負(fù)載消耗的功率。
常用變壓器的種類(lèi)及特點(diǎn)
一般常用變壓器的分類(lèi)可歸納如下：
(1)按相數(shù)分：
(a)單相變壓器：用于單相負(fù)荷和三相變壓器組。
(b)三相變壓器：用于三相系統(tǒng)的升、降電壓。
(2)按冷卻方式分：
(a)干式變壓器：依靠空氣對(duì)流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線(xiàn)路等小容量變壓器。
(b)油浸式變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強(qiáng)迫油循環(huán)等。
(3)按用途分：
(a)電力變壓器：用于輸配電系統(tǒng)的升、降電壓。
(b)儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測(cè)量?jī)x表和繼電保護(hù)裝置。
(c)試驗(yàn)變壓器：能產(chǎn)生高壓，對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行高壓試驗(yàn)。
(d)特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調(diào)整變壓器等。
(4)按繞組形式分：
(a)雙繞組變壓器：用于連接電力系統(tǒng)中的兩個(gè)電壓等級(jí)。
(b)三繞組變壓器：一般用于電力系統(tǒng)區(qū)域變電站中，連接三個(gè)電壓等級(jí)。
(c)自耦調(diào)壓器：用于連接不同電壓的電力系統(tǒng)。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
隔離變壓器
隔離變壓器屬于安全電源，一般用來(lái)機(jī)器維修保養(yǎng)用起保護(hù)、防雷、濾波作用。
隔離變壓器原理
隔離變壓器的原理和普通變壓器的原理是一樣的。都是利用電磁感應(yīng)原理。隔離變壓器一般是指1：1的變壓器。由于次級(jí)不和地相連。次級(jí)任一根線(xiàn)與地之間沒(méi)有電位差。使用安全。常用作維修電源。
隔離變壓器不全是1：1變壓器。控制變壓器和電子管設(shè)備的電源也是隔離變壓器。如電子管擴(kuò)音機(jī)，電子管收音機(jī)和示波器和車(chē)床控制變壓器等電源都是隔離變壓器。如為了安全維修彩電常用1比1的隔離變壓器。隔離變壓器是使用比較多的，在空調(diào)中也是使用的。
一般變壓器原、副繞組之間雖也有隔離電路的作用，但在頻率較高的情況下，兩繞組之間的電容仍會(huì)使兩側(cè)電路之間出現(xiàn)靜電干擾。為避免這種干擾，隔離變壓器的原、副繞組一般分置于不同的心柱上，以減小兩者之間的電容；也有采用原、副繞組同心放置的，但在繞組之間加置靜電屏蔽，以獲得高的抗干擾特性。
靜電屏蔽就是在原、副繞組之間設(shè)置一片不閉合的銅片或非磁性導(dǎo)電紙，稱(chēng)為屏蔽層。銅片或非磁性導(dǎo)電紙用導(dǎo)線(xiàn)連接于外殼。有時(shí)為了取得更好的屏蔽效果，在整個(gè)變壓器，還罩一個(gè)屏蔽外殼。對(duì)繞組的引出線(xiàn)端子也加屏蔽，以防止其他外來(lái)的電磁干擾。這樣可使原、副繞組之間主要只剩磁的耦合，而其間的等值分布電容可小于0.01pF，從而大大減小原、副繞組間的電容電流，有效地抑制來(lái)自電源以及其他電路的各種干擾。
自耦變壓器
自耦變壓器是指它的繞組是初級(jí)和次級(jí)是在同一調(diào)繞組上的變壓器。根據(jù)結(jié)構(gòu)還可細(xì)分為可調(diào)壓式和固定式。
自耦變壓器在一個(gè)閉合的鐵芯上繞兩個(gè)或以上的線(xiàn)圈，當(dāng)一個(gè)線(xiàn)圈通入交流電源時(shí)（就是初級(jí)線(xiàn)圈），線(xiàn)圈中流過(guò)交變電流，這個(gè)交變電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，交變主磁通在初級(jí)線(xiàn)圈中產(chǎn)生自身感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，同時(shí)另外一個(gè)線(xiàn)圈（就是次級(jí)線(xiàn)圈）中感應(yīng)互感電動(dòng)勢(shì)。通過(guò)改變初、次級(jí)的線(xiàn)圈匝數(shù)比的關(guān)系來(lái)改變初、次級(jí)線(xiàn)圈端電壓，實(shí)現(xiàn)電壓的變換，一般匝數(shù)比為1.5：1~2：1。因?yàn)槌跫?jí)和次級(jí)線(xiàn)圈直接相連，有跨級(jí)漏電的危險(xiǎn)。所以不能作行燈變壓器。
自耦變壓器的工作原理
1自耦變壓器是輸出和輸入共用一組線(xiàn)圈的變壓器.升壓和降壓用不同的抽頭來(lái)實(shí)現(xiàn).比共用線(xiàn)圈少的部分抽頭電壓就降低.比共用線(xiàn)圈多的部分抽頭電壓就升高.
2其實(shí)原理和普通變壓器一樣的，只不過(guò)他的原線(xiàn)圈就是它的副線(xiàn)圈，一般的變壓器是左邊一個(gè)原線(xiàn)圈通過(guò)電磁感應(yīng)，使右邊的副線(xiàn)圈產(chǎn)生電壓``，自耦變壓器是自己影響自己
3自耦變壓器是只有一個(gè)繞組的變壓器，當(dāng)作為降壓變壓器使用時(shí)，從繞組中抽出一部分線(xiàn)匝作為二次繞組；當(dāng)作為升壓變壓器使用時(shí)，外施電壓只加在繞組的—部分線(xiàn)匝上。通常把同時(shí)屬于一次和二次的那部分繞組稱(chēng)為公共繞組，自耦變壓器的其余部分稱(chēng)為串聯(lián)繞組，同容量的自耦變壓器與普通變壓器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且變壓器容量越大，電壓越高．這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。因此隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電壓等級(jí)的提高和輸送容量的增大，自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價(jià)低而得到廣泛應(yīng)用.
三相自耦變壓器由電磁感應(yīng)的原理可知,變壓器并不要有分開(kāi)的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線(xiàn)圈也能達(dá)到變換電壓的目的.
普通變壓器的原,副繞組是互相絕緣的,只用磁的聯(lián)系而沒(méi)有電的聯(lián)系,依線(xiàn)圈組數(shù)的不同,這種變壓器又可分為雙圈變壓器或多圈變壓器.由電磁感應(yīng)的原理可知,并不要有分開(kāi)的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線(xiàn)圈也能達(dá)到變換電壓的目的.
自耦變壓器特點(diǎn)是,副繞組是原繞組的一部分,或原繞組是副繞組的一部分.
自藕變壓器原,副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的。
自耦變壓器的特點(diǎn)
(1)由于自耦變壓器的計(jì)算容量小于額定容量．所以在同樣的額定容量下，自耦變壓器的主要尺寸較小，有效材料(硅鋼片和導(dǎo)線(xiàn))和結(jié)構(gòu)材料(鋼材)都相應(yīng)減少，從而降低了成本。有效材料的減少使得銅耗和鐵耗也相應(yīng)減少，故自耦變壓器的效率較高。同時(shí)由于主要尺寸的縮小和質(zhì)量的減小，可以在容許的運(yùn)輸條件下制造單臺(tái)容量更大的變壓器。但通常在自耦變壓器中只有k≤2時(shí)，上述優(yōu)點(diǎn)才明顯。
(2)由于自耦變壓器的短路阻抗標(biāo)幺值比雙繞組變壓器小，故電壓變化率較小，但短路電流較大。
(3)由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯(lián)系，當(dāng)高壓側(cè)過(guò)電壓時(shí)會(huì)引起低壓側(cè)嚴(yán)重過(guò)電壓。為了避免這種危險(xiǎn)，一、二次都必須裝設(shè)避雷器，不要認(rèn)為一、二次繞組是串聯(lián)的，一次已裝、二次就可省略。
(4)在一般變壓器中。有載調(diào)壓裝置往往連接在接地的中性點(diǎn)上，這樣調(diào)壓裝置的電壓等級(jí)可以比在線(xiàn)端調(diào)壓時(shí)低。而自耦變壓器中性點(diǎn)調(diào)壓側(cè)會(huì)帶來(lái)所謂的相關(guān)調(diào)壓?jiǎn)栴}。因此，要求自耦變壓器有載調(diào)壓時(shí)，只能采用線(xiàn)端調(diào)壓方式。
自耦變壓器的應(yīng)用
自耦變壓器在不需要初、次級(jí)隔離的場(chǎng)合都有應(yīng)用，具有體積小、耗材少、效率高的優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的交流（手動(dòng)旋轉(zhuǎn)）調(diào)壓器、家用小型交流穩(wěn)壓器內(nèi)的變壓器、三相電機(jī)自耦減壓起動(dòng)箱內(nèi)的變壓器等等，都是自耦變壓器的應(yīng)用范例。
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