變壓器簡介
變壓器(Transformer)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)線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號(hào)常用T當(dāng)作編號(hào)的開頭。例: T01, T201等。
變壓器原理
變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí),鐵芯(或磁芯)中便產(chǎn)生交流磁通,使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈,其余的繞組叫次級(jí)線圈。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效應(yīng),變換電壓,電流和阻抗的器件。
變壓器的應(yīng)用
一、電力變壓器
電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設(shè)備之一。變壓器的作用是多方面的不僅能升高電壓把電能送到用電地區(qū),還能把電壓降低為各級(jí)使用電壓,以滿足用電的需要??傊?,升壓與降壓都必須由變壓器來完成。在電力系統(tǒng)傳送電能的過程中,必然會(huì)產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗,在輸送同一功率時(shí)電壓損耗與電壓成反比,功率損耗與電壓的平方成反比。利用變壓器提高電壓,減少了送電損失。
變壓器是由繞在同一鐵芯上的兩個(gè)或兩個(gè)以上的線圈繞組組成,繞組之間是通過交變磁場而聯(lián)系著并按電磁感應(yīng)原理工作。變壓器安裝位置應(yīng)考慮便于運(yùn)行、檢修和運(yùn)輸,同時(shí)應(yīng)選擇安全可靠的地方。在使用變壓器時(shí)必須合理地選用變壓器的額定容量。變壓器空載運(yùn)行時(shí),需用較大的無功功率。這些無功功率要由供電系統(tǒng)供給。變壓器的容量若選擇過大,不但增加了初投資,而且使變壓器長期處于空載或輕載運(yùn)行,使空載損耗的比重增大,功率因數(shù)降低,網(wǎng)絡(luò)損耗增加,這樣運(yùn)行既不經(jīng)濟(jì)又不合理。變壓器容量選擇過小,會(huì)使變壓器長期過負(fù)荷,易損壞設(shè)備。因此,變壓器的額定容量應(yīng)根據(jù)用電負(fù)荷的需要進(jìn)行選擇,不宜過大或過小。
二、儀用變壓器
準(zhǔn)確的說儀用變壓器是一種電壓互感器。儀用變壓器包括:電流互感器、電壓互感器,它是一種特殊用途的變壓器,主要兩大用途是:一是用來測量電工儀表的量程,二是測量機(jī)繼電保護(hù)裝置,可以用來隔離保護(hù)高流電壓、大電流等,使電流變成低壓、小電流繼續(xù)工作,起到小型電力變壓的作用,作為信號(hào)自動(dòng)裝置和控制回路及繼電保護(hù)的使用。
電壓互感器的作用是:把高電壓按比例關(guān)系變換成100V或更低等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)二次電壓,供保護(hù)、計(jì)量、儀表裝置使用。同時(shí),使用電壓互感器可以將高電壓與電氣工作人員隔離。電壓互感器雖然也是按照電磁感應(yīng)原理工作的設(shè)備,但它的電磁結(jié)構(gòu)關(guān)系與電流互感器相比正好相反。電壓互感器二次回路是高阻抗回路,二次電流的大小由回路的阻抗決定。當(dāng)二次負(fù)載阻抗減小時(shí),二次電流增大,使得一次電流自動(dòng)增大一個(gè)分量來滿足一、二次側(cè)之間的電磁平衡關(guān)系??梢哉f,電壓互感器是一個(gè)被限定結(jié)構(gòu)和使用形式的特殊變壓器。簡單的說就是“檢測元件”。
電流互感器的作用:電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流,用來進(jìn)行保護(hù)、測量等用途。如變比為400/5的電流互感器,可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。
在測量交變電流的大電流時(shí),為便于二次儀表測量,需要轉(zhuǎn)換為比較統(tǒng)一的電流(我國規(guī)定電流互感器的二次額定為5A或1A),另外線路上的電壓都比較高如直接測量是非常危險(xiǎn)的。電流互感器就起到變流和電氣隔離作用。 它是電力系統(tǒng)中測量儀表、繼電保護(hù)等二次設(shè)備獲取電氣一次回路電流信息的傳感器,電流互感器將高電流按比例轉(zhuǎn)換成低電流,電流互感器一次側(cè)接在一次系統(tǒng),二次側(cè)接測量儀表、繼電保護(hù)等。
三、試驗(yàn)變壓器
特別適用于電力系統(tǒng)、工礦企業(yè)、科研部門等對(duì)各種高壓電氣設(shè)備、電器元件、絕緣材料進(jìn)行工頻或直流高壓下的絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)。是高壓試驗(yàn)中必不可少的重要設(shè)備。
四、特種變壓器
變壓器除了作交流電壓的變換外,還有其他各種用途,如變更電源的頻率,整流設(shè)備的電源,電焊設(shè)備的電源,電爐電源或作電壓互感器、電流互感器等。這些具有特殊用途的變壓器通稱為特種變壓器,由于這些變壓器的工作條件、負(fù)荷情況和一般變壓器不同,故不能用一般變壓器的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。
穩(wěn)壓器的簡介
穩(wěn)壓器是使輸出電壓穩(wěn)定的設(shè)備。穩(wěn)壓器由調(diào)壓電路、控制電路、及伺服電機(jī)等組成。當(dāng)輸入電壓或負(fù)載變化時(shí),控制電路進(jìn)行取樣、比較、放大,然后驅(qū)動(dòng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng),使調(diào)壓器碳刷的位置改變,通過自動(dòng)調(diào)整線圈匝數(shù)比,從而保持輸出電壓的穩(wěn)定。
穩(wěn)壓器的作用
隨著社會(huì)飛速前進(jìn),用電設(shè)備與日俱增。但電力輸配設(shè)施的老化和發(fā)展滯后,以及設(shè)計(jì)不良和供電不足等原因造成末端用戶電壓的過低,而線頭用戶則經(jīng)常電壓偏高,對(duì)用電設(shè)備特別是對(duì)電壓要求嚴(yán)格的高新科技和精密設(shè)備,獨(dú)如一顆不定時(shí)炸彈。市電系統(tǒng)作為公共電網(wǎng),上面連接了成千上萬各種各樣的負(fù)載,其中一些較大的感性、容性、開關(guān)電源等負(fù)載不僅從電網(wǎng)中獲得電能,還會(huì)反過來對(duì)電網(wǎng)本身造成影響,惡化電網(wǎng)或局部電網(wǎng)的供電品質(zhì),造成市電電壓波形畸變或頻率漂移。另外意外的自然和人為事故,如負(fù)載電壓過大、地震、雷擊、輸變電系統(tǒng)斷路或短路,都會(huì)危害電力的正常供應(yīng),從而影響負(fù)載的正常工作。
不穩(wěn)定的電壓會(huì)使設(shè)備造成致命傷害或誤動(dòng)作,影響生產(chǎn),造成交貨期延誤、品質(zhì)不穩(wěn)定等多方面損失。同時(shí)加速設(shè)備的老化、影響使用壽命甚至燒毀配件,使業(yè)主面臨需要維修的困擾或短期內(nèi)就要更新設(shè)備,浪費(fèi)資源;嚴(yán)重者甚至發(fā)生安全事故,造成不可估量的損失。
所以使用穩(wěn)壓器,對(duì)用電設(shè)備特別是對(duì)電壓要求嚴(yán)格的高新科技和精密設(shè)備來說是必不可少的。
穩(wěn)壓器的功能
穩(wěn)壓器是一種能自動(dòng)調(diào)整輸出電壓的供電電路或供電設(shè)備,其作用是將波動(dòng)較大和達(dá)不到電器設(shè)備要求的電源電壓穩(wěn)定在它的設(shè)定值范圍內(nèi),使各種電路或電器設(shè)備能在額定工作電壓下正常工作。
最初的電力穩(wěn)壓器是靠繼電器的跳動(dòng)穩(wěn)定電壓的。當(dāng)電網(wǎng)電壓出現(xiàn)波動(dòng)時(shí),電力穩(wěn)壓器的自動(dòng)糾正電路啟動(dòng),使內(nèi)部繼電器動(dòng)作。
迫使輸出電壓保持在設(shè)定值附近,這種電路優(yōu)點(diǎn)是電路簡單,缺點(diǎn)是穩(wěn)壓精度不高并且每一次繼電器跳動(dòng)換擋,都會(huì)使供電電源發(fā)生一次瞬時(shí)的中斷并產(chǎn)生火花干擾。
這對(duì)電腦設(shè)備的讀寫工作干擾很大,容易造成電腦出現(xiàn)錯(cuò)誤信號(hào),嚴(yán)重時(shí)還會(huì)使硬盤損壞。
高質(zhì)量的小型穩(wěn)壓器,大多采用電機(jī)拖動(dòng)碳刷的方法穩(wěn)定電壓,這種穩(wěn)壓器對(duì)電器設(shè)備產(chǎn)生的干擾很小穩(wěn)壓精度相對(duì)較高。
穩(wěn)壓器的應(yīng)用
穩(wěn)壓器可廣泛應(yīng)用于:工礦企業(yè)、油田、鐵路、建筑工地、學(xué)校、醫(yī)院、郵電、賓館、科研等部門的電子計(jì)算機(jī)、精密機(jī)床、計(jì)算機(jī)斷層掃描攝影(CT)、精密儀器、試驗(yàn)裝置、電梯照明、進(jìn)口設(shè)備及生產(chǎn)流水線等需要電源穩(wěn)定電壓的場所。
穩(wěn)壓器也適應(yīng)于電源電壓過低或過高、波動(dòng)幅度大的低壓配電網(wǎng)末端的用戶及負(fù)載變動(dòng)大的用電設(shè)備,特別適用于一切對(duì)電網(wǎng)波形要求高的穩(wěn)壓用電場所。大功率補(bǔ)償式電力穩(wěn)壓器可接火力、水力、小型發(fā)電機(jī)。
穩(wěn)壓器的作用和功能的相關(guān)知識(shí)就是這些了,相信隨著穩(wěn)壓器的不斷完善,將會(huì)在更多的領(lǐng)域中發(fā)揮自己的作用。
變壓器和穩(wěn)壓器的區(qū)別
穩(wěn)壓器就是穩(wěn)定電壓在一定值的設(shè)備,可分交、直流兩種;穩(wěn)定的電壓值與實(shí)際的電壓值(一、二次電壓值)之差不會(huì)太大。 變壓器是將一種電壓等級(jí)的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N電壓等級(jí)的設(shè)備,一般是交流的;它的一、二次電壓值相差是很大的,一般有十?dāng)?shù)倍。有兩圈變壓器及三圈變壓器之分。
評(píng)論
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