電子和電氣領(lǐng)域中,為什么初級側(cè)的繞組數(shù)量高于次級側(cè)
降壓變壓器用于電子和電氣領(lǐng)域,將初級電壓電平轉(zhuǎn)換為次級輸出端的較低電壓。這是通過初級繞組和次級繞組的比率實現(xiàn)的。對于降壓變壓器,初級側(cè)的繞組數(shù)量高于次級側(cè)。因此,初級和次級的整體繞組比始終保持在1以上。
在電子產(chǎn)品中,許多應(yīng)用在5V、6V、9V、12V、24V或在某些情況下為48V上運行。在儀器儀表以及許多電氣類型的設(shè)備中,降壓變壓器是電源部分的主要要求。它們還用于電源適配器和手機充電器電路。在電氣領(lǐng)域,降壓變壓器用于在非常高的電壓下工作的配電系統(tǒng),以確保低損耗和具有成本效益的解決方案,以滿足長距離供電要求。升壓變壓器與降壓變壓器正好相反,將低初級電壓提高到高次級電壓。同樣,它是通過初級和次級繞組比的比率來實現(xiàn)的。對于升壓變壓器,初級繞組和次級繞組的比率仍然小于1。這意味著次級繞組的匝數(shù)高于初級繞組。
在電子產(chǎn)品中,升壓變壓器通常用于穩(wěn)定器、逆變器等,其中低電壓被轉(zhuǎn)換為更高的電壓。升壓變壓器也用于配電,配電相關(guān)應(yīng)用需要高電壓。升壓變壓器用于電網(wǎng)中,用于在配電前升壓電壓水平。隔離變壓器不轉(zhuǎn)換任何電壓電平,初級電壓和次級電壓始終保持不變。這是因為初級和次級繞組比始終等于1。這意味著隔離變壓器中初級繞組和次級繞組的匝數(shù)相同。隔離變壓器用于隔離初級和次級,也用作隔離柵,其中導(dǎo)通僅通過磁通量發(fā)生。它用于安全目的,并消除從初級到次級的噪音傳遞,反之亦然。
交流電氣化鐵路架空電線的電源在城市地區(qū),許多房屋都使用單相配電變壓器供電,而在農(nóng)村地區(qū),根據(jù)負載的不同,一棟房屋可能需要一臺變壓器多臺配電變壓器用于工業(yè)和商業(yè)領(lǐng)域用于風(fēng)電場,其中電能由風(fēng)車產(chǎn)生。在那里,它被用作集電器,用于連接遠離風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的變電站以上是關(guān)于變壓器分類類型的介紹,這些不同類型的變壓器在各種應(yīng)用中都起著關(guān)鍵作用,以滿足不同電氣需求的要求。變壓器是一種輸送電能的重要設(shè)備,可以改變電壓的大小而不改變頻率。變壓器可以將高電壓轉(zhuǎn)換為低電壓,也可以將低電壓轉(zhuǎn)換為高電壓,傳遞至遠處。
一、變壓器的分類
1.按額定容量大小分類:
①家用變壓器:以額定容量在1000KVA以下的變壓器為家用變壓器。
②聯(lián)綜變壓器:其額定容量為200KVA—1000KVA,多用于變電站和配電站,其電壓等級為6KV-35KV之間。
③專用變壓器:一般用于生產(chǎn)、科研機構(gòu),它額定容量為200KVA—50KVA左右,電壓等級較低,一般為1KV或500V以下。
④超大容量變壓器:其額定量負荷大于1000KVA,它們一般用于發(fā)電廠或火車站,它的電壓可大于35KV,甚至可達1050KV。
2.按制造工藝及結(jié)構(gòu)特性分類:
①貼片式變壓器:其導(dǎo)線采用盤形布置,變壓器繞組輕便、安裝方便,但其制作復(fù)雜,價格昂貴,適用于頻率較高、電力要求較高場合,尤其是電腦等精密設(shè)備中所采用。
②折彎式變壓器:其由于繞組連接方式簡單,能有效地提高設(shè)備的安全性,而且占地面積小,使用范圍廣,但變壓器負荷大時,因熱能發(fā)熱量大,制作麻煩,常用于大、中型機器和燈具用途。
③環(huán)狀式變壓器:其具有結(jié)構(gòu)緊湊,體積小,重量輕,可有效地提高運行穩(wěn)定性,因此經(jīng)常被用在正突、無線電、測量等應(yīng)用場合。
3.按傳輸方向分類:
①雙送式變壓器:即雙聯(lián)變壓器,低、高電壓繞組分別有兩組,輸出電壓為兩組負荷容量之和,并導(dǎo)入到對應(yīng)的負荷裝置中。
②單送式變壓器:典型的例子就是橋式變壓器,它是一種非常重要的變壓器,其特點是低、高電壓繞組有一組,當(dāng)輸出電壓增大時,高壓繞組的比率也會增加,當(dāng)輸出電壓減小時,高壓繞組的比率會減小。
變壓器的工作原理是利用電磁感應(yīng)原理,當(dāng)一 個繞組進行交流電磁勵磁時,第二個繞組也會受到同樣的電磁勵磁,從而使它們之間進行信號傳遞,這就是電磁感應(yīng)的原理。在變壓器的電路中,它的兩個繞組通常被稱為高壓端和低壓端,分別連接在輸入電壓電源及負荷裝置中,在高壓端有一主繞組及若干輔繞組。
變壓器中能否有效地發(fā)生電磁感應(yīng),則決定于高、低壓繞組之間是否共磁。如果繞組之間存在共磁,變壓器則能有效地工作,輸出電壓及功率均可正常調(diào)節(jié);如果兩個繞組之間不能共磁,變壓器則無法有效地工作,輸出電壓和功率無法受控。
線圈是電力變壓器中不可或缺且構(gòu)造復(fù)雜的部件,它以銅(或鋁)導(dǎo)線為原料進行精細繞制,并輔以專業(yè)的絕緣材料以確保其安全運行。
1、螺旋式線圈
螺旋式線圈的特點在于其擁有多根并聯(lián)導(dǎo)線,線餅以螺旋狀進行繞制,且每個線餅構(gòu)成一匝線圈。這種設(shè)計不僅賦予了它出色的機械穩(wěn)定性、優(yōu)良的散熱性,還具備良好的工藝性。正因如此,螺旋式線圈在變壓器的低電壓大電流線圈中得到了廣泛應(yīng)用。此外,根據(jù)電流大小的不同,螺旋式線圈可以被繞制成單螺旋、雙螺旋以及四螺旋三種結(jié)構(gòu),以滿足不同的使用需求。
2、連續(xù)式線圈
當(dāng)線圈由多個沿軸向排列的線段組成,且這些線段之間無需焊接時,它被稱為連續(xù)式線圈。此類線圈具有較大的端部支撐面,從而能夠承受較大的軸向力,短路時的抗力也相對較強。此外,每個線段都具備良好的散熱能力。因此,無論是在電壓等級還是容量范圍上,連續(xù)式線圈的應(yīng)用都相當(dāng)廣泛。
3、糾結(jié)式線圈
糾結(jié)式線圈是由多個糾結(jié)線段(餅)相互交織而成。若線圈完全由糾結(jié)線段(餅)構(gòu)成,則稱為全糾結(jié)式線圈,這種設(shè)計在220kV及以上的變壓器中應(yīng)用廣泛。而若線圈由部分糾結(jié)線段(餅)與部分連續(xù)式線段共同組成,則稱為糾結(jié)連續(xù)式線圈,這種類型常用于66kV及以上的變壓器。
通過巧妙地在線圈的相鄰線匝間插入不相鄰的線匝,糾結(jié)式線圈形成了錯綜復(fù)雜的糾結(jié)線段,進而增大了線圈的縱向電容。這一設(shè)計不僅優(yōu)化了沿線圈軸向高度上的沖擊電壓分布特性,還使得糾結(jié)式線圈在高電壓環(huán)境下表現(xiàn)出色,因而得到了廣泛的應(yīng)用。
鐵心作為電力變壓器不可或缺的組件,其構(gòu)造關(guān)鍵。它采用高導(dǎo)磁性的硅鋼片逐層疊積,再經(jīng)過鋼夾件或玻璃絲帶的緊固,確保其穩(wěn)固與性能。
1、硅鋼片
電力變壓器所采用的硅鋼片,其厚度范圍為0.3至0.5毫米,專為冷釓工藝所制。目前,國內(nèi)僅武漢鋼鐵廠與上海寶鋼具備生產(chǎn)此類冷釓硅鋼片的能力。然而,對于大型變壓器而言,其所需的硅鋼片仍需從日本進口。
2、鐵芯的結(jié)構(gòu)形式
鐵芯是電力變壓器的重要組成部分,其結(jié)構(gòu)形式直接影響著變壓器的性能。根據(jù)不同的需求和應(yīng)用場景,鐵芯可以采用多種結(jié)構(gòu)形式。以下是一些常見的鐵芯結(jié)構(gòu)形式及其應(yīng)用場景:
(1)單相二柱式鐵芯,這種結(jié)構(gòu)適用于各種單相變壓器,具有簡單、可靠的特點。
(2)單相段柱旁軛式鐵芯,這種結(jié)構(gòu)適用于高壓大容量單相變壓器,能夠有效地降低磁阻和渦流損耗。
(3)單相二柱旁軛式鐵芯,這種結(jié)構(gòu)則適用于高壓和超高壓大容量單相變壓器,進一步優(yōu)化了變壓器的性能。
(4)三相三柱式鐵芯,這種結(jié)構(gòu)是三相變壓器的基礎(chǔ)設(shè)計,廣泛應(yīng)用于各種場景。
(5)五柱式鐵芯,這種結(jié)構(gòu)則適用于大容量三相變壓器,通過合理的磁路設(shè)計,提高了變壓器的效率和穩(wěn)定性。
變壓器的優(yōu)點:
1、安全可靠:電壓變換比例精確,余耗特別低,穩(wěn)定性好,電流影響小,對電網(wǎng)的干擾低,可靠性高。
2、適用性強:它具有多功能,可靠性高,能在各種惡劣條件下長期運行不間斷。
3、尺寸?。核某叽缧?,比較傳統(tǒng)的變壓器小太多,結(jié)構(gòu)緊湊,便于運輸,搬運和安裝。





