變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心 (磁芯)。在電器設(shè)備和無線電路中,常用作升降電壓、匹配阻抗、隔離等。在發(fā)電機(jī)中,不管是線圈運(yùn)動(dòng)通過磁場或磁場運(yùn)動(dòng)通過固定線圈,均能在線圈中感應(yīng)電勢。此兩種情況,磁通的值均不變,但與線圈相交鏈的磁通數(shù)量卻有變動(dòng),這是互感應(yīng)的原理。變壓器就是一種利用電磁互感應(yīng)變換電壓、電流和阻抗的器件。
變壓器組成部件包括器身(鐵芯、繞組、絕緣、 引線)、變壓器油、油箱和冷卻裝置、調(diào)壓裝置、保護(hù)裝置(吸濕器、氣道、氣體繼電器、儲(chǔ)油柜及測溫裝置等)和出線套管。具體組成及功能:
(1)鐵芯。 鐵芯是變壓器中主要的磁路部分。通常含硅量較高,厚度分別為0.35mm、0.3mm、0.27mm,表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。鐵芯分為鐵芯柱和橫片兩部分,鐵芯柱套有繞組;橫片是閉合磁路之用。
(2)繞組。繞組是變壓器的電路部分,它是用雙絲包絕緣扁線或漆包圓線繞成。變壓器的基本原理是電磁感應(yīng)原理,現(xiàn)以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理:當(dāng)一次側(cè)繞組上加上電壓U1時(shí),流過電流I1,在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁通O1,這些磁通稱為主磁通,在它的作用下,兩側(cè)繞組分別感應(yīng)電勢,后帶動(dòng)變壓器調(diào)控裝置。
變壓器在生活和工業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用,例如:
家庭用電:家庭用電需要使用降壓變壓器將高壓電降低到220V左右,以滿足家庭用電需求。
照明設(shè)備:一些特定的照明設(shè)備需要使用隔離變壓器以減小電源噪聲對(duì)燈具的影響,提高照明質(zhì)量。
電動(dòng)機(jī):電動(dòng)機(jī)需要使用降壓變壓器將高壓電降低到適當(dāng)?shù)碾妷旱燃?jí),以滿足電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行需求。
輸電線路:在輸電過程中需要使用升壓變壓器將低電壓升高到高壓等級(jí),以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電。
作用:
1. 電壓變換:變壓器可以將輸入電路的電壓轉(zhuǎn)換為輸出電路所需的電壓。當(dāng)變壓器的輸出繞組匝數(shù)比輸入繞組匝數(shù)多時(shí),稱為升壓變壓器;反之,當(dāng)輸出繞組匝數(shù)比輸入繞組匝數(shù)少時(shí),稱為降壓變壓器。通過變壓器的電壓變換作用,可以根據(jù)不同的需求提供適當(dāng)?shù)碾妷汗?yīng)。
2. 電流變換:變壓器還可以根據(jù)需要改變電流的大小。當(dāng)輸出繞組匝數(shù)比輸入繞組匝數(shù)多時(shí),輸出電流較小;反之,當(dāng)輸出繞組匝數(shù)比輸入繞組匝數(shù)少時(shí),輸出電流較大。這種電流變換的特性使得變壓器在電力系統(tǒng)中起到了電流匹配和功率傳輸?shù)淖饔谩?
3. 隔離和耦合:變壓器通過絕緣的鐵芯和繞組,將輸入電路和輸出電路完全隔離開來,從而實(shí)現(xiàn)了電氣隔離。這種隔離可以提供性和保護(hù),防止電流和噪聲傳播到其他電路中。此外,變壓器還可以用于耦合兩個(gè)電路,實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸和阻抗匹配。