变压器的基本设计机械基础.doc

变压器的基本知识类别: 电子综合阅读: 1698 变压器几乎在所有的电子产品中都要用到,它原理简单但根据不同的使用场合(不同的用途) 变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有:电压变换;阻抗变换;隔离;稳压(磁饱和变压器)等,变压器常用的铁心形状一般有 E型和 C型铁心。一、变压器的基本原理当一个正弦交流电压 U1 加在初级线圈两端时,导线中就有交变电流 I1并产生交变磁通ф1, 它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势 U2 ,同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势 E1 , E1 的方向与所加电压 U1 方向相反而幅度相近,从而限制了 I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗,并且变压器本身也有一定的损耗, 尽管此时次级没接负载,初级线圈中仍有一定的电流,这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载,次级线圈就产生电流 I2,并因此而产生磁通ф2,ф2的方向与ф1相反, 起了互相抵消的作用,使铁心中总的磁通量有所减少,从而使初级自感电压 E1 减少,其结果使 I1增大,可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时 I1增加,ф1也增加,并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通,以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗, 可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压,但是不能改变允许负载消耗的功率。二、变压器的损耗当变压器的初级绕组通电后,线圈所产生的磁通在铁心流动,因为铁心本身也是导体,在垂直于磁力线的平面上就会感应电势,这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流,好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加,并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线,这些铜导线存在着电阻,电流流过时这电阻会消耗一定的功率,这部分损耗往往变成热量而消耗,我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。由于变压器存在着铁损与铜损,所以它的输出功率永远小于输入功率,为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述, η=输出功率/输入功率。三、变压器的材料要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识,为此这里我就介绍一下这方面的知识。 1、铁心材料: 变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片,高硅片,的钢片中加入硅能降低钢片的导电性, 增加电阻率,它可减少涡流,使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片,变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系,硅钢片的质量通常用磁通密度 B来表示,一般黑铁片的 B值为 600 0-8000 、低硅片为 9000-11000 ,高硅片为 12000-16000 , 2、绕制变压器通常用的材料有漆包线,沙包线,丝包线,最常用的漆包线。对于导线的要求,是导电性能好,绝缘漆层有足够耐热性能,并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用 Q2 型号的高强度的聚脂漆包线。 3、绝缘材料在绕制变压器中,线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离,均要使用绝缘材料,一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作,层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离,绕阻间可用黄腊布作隔离。 4、浸渍材料: 变压器绕制好后,还要过最后一道工序,就是浸渍绝缘漆,它能增强变压器的机械强度、提高绝缘性能、延长使用寿命,一般情况下,可采用甲酚清漆作为浸渍材料。电工学名词解释要学好电工技术必须要对在电工学上的一些物理量的概念有所理解,为此本人将一些常用的电工学名词汇总并作注解: 1、电阻率---又叫电阻系数或叫比电阻。是衡量物质导电性能好坏的一个物理量,以字母ρ表示,单位为欧姆*毫米平方/米。在数值上等于用那种物质做的长 1米截面积为 1平方毫米的导线, 在温度 20C 时的电阻值,电阻率越大,导电性能越低。则物质的电阻率随温度而变化的物理量,其数值等于温度每升高 1C 时,电阻率的增加与原来的电阻电阻率的比值,通常以字母α表示,单位为 1/C 。 2、电阻的温度系数---- 表示物质的电阻率随温度而变化的物理量,其数值等于温度每升高 1C 时,电阻率的增加量与原来的电阻率的比值,通常以字母α表示,单位为 1/C 。3、电导---- 物体传导电流的本领叫做电导。在直流电路里,电导的数值就是电阻值的倒数,以字母ɡ表示,单位为欧姆。4、电导率---- 又叫电导系数,也是衡量物质导电性能好坏的一个物理量。大小在数值上是电阻率的倒数,以字母γ表示,单位为米/欧姆*毫米平方。5、电动势---- 电路中因其他形式的能量转换为电能所引起的电位差, 叫做电动势或者简称电势。用字母 E表示,单位为伏特。6、