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变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯(磁芯)。主要功能有:电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压(磁饱和变压器)等。
变压器按用途可以分为:配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、油浸式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器、转角变压器、大电流变压器、励磁变压器等。
变压器是输配电的基础设备,广泛应用于工业、农业、交通、城市社区等领域。我国在网运行的变压器约1700万台,总容量约110亿千伏安。变压器损耗约占输配电电力损耗的40%,具有较大节能潜力。为加快节能变压器推广应用,提升能源资源利用效率,推动绿色低碳和发展
V P –是一次电压
V S –是次级电压
N P –是初级绕组数
N S –是次级绕组的数量
Φ (phi)–是磁链
要注意的是,两个线圈绕组之间没有电连接,只是有磁连接。可以使用单相变压器来增加或减少施加给初级绕组的电压。它是指用变压器把它在次级线圈上的电压相对于初级线圈“增加”的过程。在用来相对于“降低”次级绕组的电压时,它被称为降压变压器。
然而,还有第三种情况,即变压器在它的次级线圈上产生的电压与在它的初级线圈上施加的电压相同。换言之,它的输出在电压,电流和功率上都一样。这类变压器被称为“阻抗变压器”,它主要用于阻抗匹配或隔离相邻电路。
将初级绕组的线圈匝数(N P)与次绕组的线圈匝数(N S)进行比较,可以得到初级绕组与次绕组之间的电压差。
因为变压器基本上是线性设备,所以线圈匝数与次级线圈匝数的比值就存在。这个比例叫做转换比例,也就是通常所说的变压器的匝数比(TR)。这个匝比决定着变压器的运行情况和相应的次级绕组上可用的电压。
另一个基本参数是变压器的额定功率。只需将电流乘以电压,就可以得到变压器的额定功率,从而得到以伏安为单位的额定功率(VA)。小型单相变压器在伏安时可以只使用额定电压,而在较大电力变压器时,可以使用单位基洛伏安(千伏安),其中1千伏安等于1000伏特-安培,单位兆伏-莫雷斯(MVA),其中1兆伏安等于10,000千伏安。
对于理想的变压器(忽略任何损耗),次级线圈中的可用功率与初级线圈中的相同,它们都是恒定功率设备,只改变电压/电流的比值就可以改变功率。所以在理想的变压器中,功率比等于1 (单位),也就是说,电压 V乘以电流 I就不变。
也就是,一次侧电压/电流水平的电能转化成二次侧电压/电流水平相同的电能,转化成相同频率的电能。虽然变压器能提升(或降低)电压,但电源不能提升。当变压器的电压上升时,电流下降,反之则相反,所以输出功率总是和输入功率一样。所以,一次功率等于二次功率(P= P= S)
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