什么是变压器:设备、工作原理和目的

电磁静态装置用于产生和施加磁场。在很多情况下,为什么您需要在电子、电路和无线电工程中使用变压器。该装置配备有相互连接在磁芯上的电感绕组。电源产生交变场,而变压器使用电磁感应在不改变频率的情况下为电流提供恒定值。

变压器

 

定义和应用

为设备供电需要不同特性的各种电压。变压器是一种利用磁场感应操作的设计。通过公共磁通连接的带状或线圈线圈降低或增加电压。电视机使用 5 伏电压来操作晶体管和微电路,当使用级联振荡器时,为显像管供电需要数千伏电压。

隔离绕组放置在具有一定电压值的自发磁化材料的磁芯上。较旧的设备使用现有的电源频率,大约 60 Hz。现代电器电源电路使用高频脉冲变压器。交流电压通过振荡器整流并转换为具有指定参数的值。

电压由具有脉宽调制的控制单元稳定。高频脉冲串被传输到变压器,输出接收稳定值。过去设备的笨重和沉重被轻巧和小尺寸所取代。该单元的线性性能与功率成正比,比例为1:4,为减小器件尺寸增加了电流频率。

如果您想在高频下产生最低水平的干扰耗散,例如在提供优质声音时,则在电源电路中使用大量设备。

电源变压器

设计和工作原理

制造商选择机组的基本操作规则,但这并不影响操作的可靠性。这些概念在制造过程中有所不同。变压器的工作原理基于两个陈述:

  • 定向电荷载流子的变化运动产生交变磁场;
  • 对通过线圈传输的力通量的影响会产生电动势和感应。

该装置由以下部分组成:

  • 一个导磁体(芯);
  • 线圈或绕组;
  • 用于布置线圈的骨架;
  • 绝缘材料;
  • 冷却系统;
  • 附加、访问、保护的其他要素。

变压器的运行取决于结构类型以及铁芯和绕组的组合。在铁芯型中,导体被包裹在绕组中,很难看到。线圈是可见的,磁芯的顶部和底部是可见的,并且轴是垂直的。构成线圈的材料必须具有良好的导电性。

在铠装型产品中,核心隐藏了大部分转弯,它被水平或垂直放置。环形变压器设计包括在磁芯上放置两个独立的绕组,它们之间没有电气连接。

磁系统

由合金变压器钢、铁氧体、坡莫合金制成,并保留几何形状以产生单元的磁场。导体由板、带、马蹄铁构成,并在压力机上制成。放置绕组的部分称为磁轭。轭是没有线圈的元件,它执行电路的闭合。

变压器的工作原理取决于支柱的方案,它们是:

  • flat - 轭和铁芯的轴在一个平面上;
  • 空间-纵向元素排列在不同的表面上;
  • 对称 - 相同形状、尺寸和结构的导体以与其他类似的方式布置在所有轭上;
  • 不对称 - 各个展台的外观、尺寸不同,并且放置在不同的位置。

如果假设直流电流流过称为初级的绕组,则磁线打开。在其他情况下,核心是关闭的,它用于关闭电源线。

绕组

以一组匝的形式制成,排列在具有方形横截面的导体上。该形状用于高效操作并增加磁芯窗口中的填充因子。如果需要增加磁芯的横截面,则做成两个平行元件的形式,以减少涡流的发生。每个这样的导体称为核心。

芯用纸包裹并涂上搪瓷清漆。有时,平行排列的两根线芯被包裹在一个共同的绝缘层中,一组称为电缆。绕组根据其用途进行区分:

  • 主要 - 它们被提供交流电,转换后的电流出来;
  • 调节 - 它们配有抽头以在低安培数下转换电压
  • 辅助 - 它们用于为其网络提供低于变压器标称指标的功率,并用直流电对电路进行次级磁化。

奥莫特卡

包装方法:

  • 行绕组 - 沿导体的整个长度沿轴线方向制作匝数,随后的匝数紧密缠绕,没有间隙;
  • 螺旋绕组 - 在环之间有间隙或绕过相邻元件的多层绕组;
  • 圆盘绕线——螺旋排依次进行,在一个圆圈中,绕内、外方向按径向顺序绕制;
  • 铝箔螺旋由铝和铜宽板制成,厚度从0.1-2毫米不等。

符号

为了便于阅读变压器图,有特殊标志。铁芯用粗线绘制,数字 1 表示初级绕组,次级匝数用数字 2 和 3 表示。

在某些电路中,芯线的粗细类似于线圈的半圆图。芯材的名称不同:

  • 铁氧体磁芯用粗线绘制;
  • 带磁隙的钢芯用中间有断口的细线画出;
  • 由磁化电介质制成的轴用细虚线标记;
  • 根据门捷列夫的表格,铜棒被画成一条带有材料符号的细线。

粗点用于突出线圈输出,瞬时感应表示相同。用于表示级联发电机中的中间单元,以显示反相。如果要设置组装时的极性和绕组的方向,请放置点。初级绕组的匝数按惯例定义,就像半圈数没有归一化一样,有比例关系,但没有严格遵守。

主要特征

当变压器的次级开路时使用空闲模式,其中没有电压。电流流过初级绕组,并发生无功磁化。空闲运行用于确定效率、变比和铁芯损耗。

负载操作涉及将电源连接到初级电路,其中总工作电流和空载电流流过。负载连接到变压器的次级。这种模式很常见。

如果次级线圈的电阻是唯一的负载,则会出现短路阶段。在这种模式下,电路中线圈的热损失被确定。在设备替换系统中通过电阻设置考虑变压器的参数。

输入和输出功率的比率决定了变压器的效率。

应用

家用电器通过中性导体接地。消费者同时接触相线和中性线会导致回路故障并导致人身伤害。通过隔离变压器接线可确保人员安全,因为次级绕组不与地面接触。

在负载下传输矩形冲击和转换短信号时使用脉冲单元。输出改变电流的极性和幅度,但电压保持不变。

直流测量设备是一个磁放大器。小功率电子的定向运动有助于改变交流电压。整流器提供恒定能量并取决于输入电的值。

动力装置广泛用于小电流发电机,功率、性能在柴油机中具有中等价值。变压器与负载串联安装,设备由初级绕组连接到电源,次级电路输出变换的能量。输出电流值与负载成正比。如果发电机是三相电流,则使用带有 3 个磁棒的设备。

反相单元具有相同导电率的晶体管,并且仅放大输出端的部分信号。为实现完整的电压转换,对两个晶体管都施加一个脉冲。

匹配设备用于连接具有低电流输入和输出负载的高阻抗电子设备。这些单位在高频线路中很有用,其中值的差异会导致能量损失。

变压器类型

初级和次级电路中的电流额定值决定了变压器的分类。普通型,指数在1-5A范围内。

分离单元不提供两个螺旋的连接。该设备提供电流隔离,即以非接触方式传输脉冲。没有它,在电路之间流动的电流仅受电阻的限制,由于其值较小,因此不予考虑。

匹配变压器提供不同电阻值的匹配,以最大限度地减少输出端脉冲形状的失真。它用于组织电流隔离。

在找出什么是功率方向变压器之前,请注意它们是为与大功率网络一起工作而生产的。交流电设备改变了接收装置的能量值,并在容量和电力变化率大的地方工作。

旋转变压器不应与旋转设备相混淆,旋转设备是一种将旋转角度转换为电路电压的机器,其效率取决于旋转速度。该设备将电脉冲传输到机器的运动部件,例如录像机的头部。具有独立绕组的双芯,其中一个绕另一个旋转。

充油机组采用特殊变压器油进行线圈冷却。它们具有封闭式磁路。与机载类型相比,它们可以与高功率网络进行交互。

焊接变压器以优化设备运行,降低电压并产生高频电流。这是由于电感阻抗或空载特性的变化。阶跃调节是通过导体上的电气绕组的布局来执行的。

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