PDF《Ⅰ变压器的概述》

变压器制作1/53 Ⅰ变压器的概述 变压器的最基本型式,包括两组绕有导线之线圈,并且彼此以电感方式称合一起.

当一 交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频 率之交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度. 一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primamary coil);

而跨于此线圈的电压 称之为「一次电压」 .在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压,是由一次线圈与二次 线圈问的「匝数比」所决定的.因此,变压器区分为升压与降压变压器两种. 大部份的变压器均有固定的铁心,其上绕有一次与二次的线圈.基于铁材的高导磁性, 大部份磁通量局限在铁心里,因此,两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合.在一些变 压器中,线圈与铁心二者间紧密地结合,其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比 相同.因此,变压器之匝数比,一般可作为变压器升压或降压的参考指标.由于此项升压与 降压的功能,使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附屑物,提升输电电压使得长途输 送电力更为经济,至于降压变压器,它使得电力运用方面更加多元化,吾人可以如是说,倘 无变压器,则现代工业实无法达到目前发展的现况. 电子变压器除了体积较小外,在电力变压器与电子变压器二者之间,并没有明确的分界 线.一般提供 6OHz 电力网络之电源均非常庞大,它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量. 电子装置的电力限制,通常受限于整流、放大,与系统其它组件的能力,其中有些部份属放 大电力者,但如与电力系统发电能力相比较,它仍然归属于小电力之范围. 各种电子装备常用到变压器,理由是:提供各种电压阶层确保系统正常操作;

提供系统 中以不同电位操作部份得以电气隔离;

对交流电流提供高阻抗,但对直流则提供低的阻抗;

在不同的电位下,维持或修饰波形与频率响应. 「阻抗」其中之一项重要概念,亦即电子学特 性之一,其乃预设一种设备,即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时,其间 即使用到一种设备-变压器. 对于电子装置而言,重量和空间通常是一项努力追求之目标,至于效率、安全性与可靠 性,更是重要的考虑因素.变压器除了能够在一个系统里占有显著百分比的重量和空间外, 另一方面在可靠性方面,它亦是衡量因子中之一要项.因为上述与其它应用方面的差别,使 得电力变压器并不适合应用于电子电路上. PDF 文件以 FinePrint pdfFactory Pro 试用版创建 http://www.pdffactory.com 变压器制作2/53 Ⅱ变压器的原理 1.变压器的制作原理: 在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应电 势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,此为互感应原理. 变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件. 2.在电路中,变压器表示符号为: 3.技述参数: 对不同类型的变压器都有相应的技述要求,可用相应的技述参数表示.如电源变压器的主 要技述参数有:额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整 率、绝缘性能和防潮性能,对于一般低频变压器的主要技述参数是:变压比、频率特性、非 线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等. A.电压比: 变压器两组线圈圈数分别为 N1 和N2,N1 为初级,N2 为次级.在初级线圈上加一交流电 压,在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>

N1 时,其感应电动势要比初级所加的电压 还要高,这种变压器称为升压变压器:当N2V2,该变压器为降压变压器.反之 则为升压变压器. B.变压器的效率: 在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值,叫做变压器的效率,即η= x100% 式中η为变压器的效率;

P1 为输入功率,P2 为输出功率. 当变压器的输出功率 P2 等于输入功率 P1 时,效率η等于 100%,变压器将不产生任何 损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗, 这种损耗主要有铜损和 铁损. 铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就转变 为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损. 变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压器硅钢 V2 N2 n V1 N1 P2 --- P1 PDF 文件以 FinePrint pdfFactory Pro 试用版创建 http://www.pdffactory.com 变压器制作3/53 片的磁力线其方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了 一部分电能,这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗,当变压器工作时.铁芯中有磁力线穿过,在与 磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状, 故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种损耗称为涡流损耗. 变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率就越小, 效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低. PDF 文件以 FinePrint pdfFactory Pro 试用版创建 http://www.pdffactory.com 变压器制作4/53 Ⅲ.变压器材料介绍 一.线架(BOBBIN)

(一)作用:顾名思义,BOBBIN(线架)在变压器中起支撑 COIL(线圈)的作用.

(二)BOBBIN 的分类: 1.依据变压器的性质要求不同,按材质分为:热塑性材料,热固性材料. 热塑性材料我们常用的有尼龙(NYLON),塑料(PET),塑料( PBT)三种.热固 性材料我们常用到的有电木(PM). 2.依据变压器的形状不同,BOBBIN 又分为立式,卧式,子母式,抽屉式,单元格, 双格.

(三)特性及用途: 1.电木(PM):热固性材料,稳定性高,不易变形,耐温 150℃,可承受 370℃之高温. 表面光滑,易碎,不能回收.用于耐温较高之变压器. 2.尼龙(NYLON):热塑性材料,工程塑料,延展性好,不易碎,耐温 115℃,易吸水, 使用前先用 80℃的温度烘烤,使固性稳定.表面光滑,半透明,不易碎.一般用于 耐油性强的变压器上. 3.塑料(PET):热塑性材料,510 系统,硬性高,易成形.不易变形,耐温 170℃,表 面不光滑,不易碎,一般用于绕线管. 4.塑料(PBT):热塑性材料,较软,不易变形,不耐高温(160℃),表面不光滑,不 易碎一般用于绕线管 *热塑性材料可回收:第一次为 20%,第二次为 15%,第三次 7%. PDF 文件以 FinePrint pdfFactory Pro 试用版创建 http://www.pdffactory.com 变压器制作5/53 二.铁芯 CORE 铁芯从用途上分高、低频、COIL 三种: 1.高频类:铁粉芯 Ferrite core Ferrite core 用于高频变压器 它是一种带有尖晶石结晶状结构的陶磁体, 此种尖晶石为氧 化铁和其它二价的金属化合物.如kFe2O4(k 代表其它金属),目前常使用的金属有锰(Mn)、锌(Zn)、镍(Ni)、镁(Ng)、铜(Cu). 其常用组合如锰锌(Mn Zn)系列、 镍锌 (Ni Zn)系列及镁锌(Mg Zn)系列.此种材 具有高导磁率和阻抗性的物性,其使用频率范围由 1kHz 到超过 200kHz. 2.低频类:硅钢片(LAMINATION) 硅钢片用于低频变压器,其种类很多,按其制作工艺不同可分为 A:锻烧(黑片)、 N:无锻烧(白片)两种.按其形状不同可分为:EI 型、UI 型、C 型、口型. 口型硅钢片常在功率较大的变压器中使用,它绝缘性能好,易于散热,同时 磁短路,主要用于功率大于 500~1000W 和大功率变压器中. 由两个 C 型硅钢片组成一套硅钢片称为 CD 型硅钢片,用CD 型硅钢片制作的电源变压 器在截面积相同的条件下,窗口愈越高,变压器功率越大.于铁芯两侧可以分........