干式變壓器

幾乎所有的電子產(chǎn)品都使用干式變壓器。其原理簡(jiǎn)單，但干式變壓器的繞線過程會(huì)根據(jù)不同的場(chǎng)合(不同的用途)有不同的要求。干式變壓器的主要功能是：電壓轉(zhuǎn)換；阻抗變換；隔離；穩(wěn)壓(磁飽和干式變壓器)等。干式變壓器常用的鐵芯形狀一般包括E型和C型鐵芯。

一、干式變壓器的基本原理

圖1是干式變壓器原理的簡(jiǎn)圖。當(dāng)正弦交流電壓U1被施加到初級(jí)線圈的兩端時(shí)，在導(dǎo)體中存在交流電流I1，并且產(chǎn)生交流磁通量1，其沿著芯部穿過初級(jí)線圈和次級(jí)線圈以形成閉合磁路。互感電勢(shì)U2在次級(jí)線圈中感應(yīng)，自感電勢(shì)E1也在初級(jí)線圈中感應(yīng)1。E1的方向與施加的電壓U1相反，并且振幅相似，因此限制了I1的幅度。為了保持磁通1，需要一定的功耗，干式變壓器本身就有一定的損耗。雖然此時(shí)次級(jí)不與負(fù)載相連，但初級(jí)線圈中仍有一定的電流，稱為“空載電流”。如果次級(jí)連接到負(fù)載，次級(jí)線圈將產(chǎn)生電流I2，產(chǎn)生的磁通量2與1相反，起到相互抵消的作用，降低鐵芯中的總磁通量，從而降低初級(jí)自感電壓E1，結(jié)果增加I1。可以看出，一次電流與二次負(fù)載密切相關(guān)。當(dāng)二次負(fù)載電流增大時(shí)，I1增大，1也增大，1增大的部分正好補(bǔ)充2偏移的磁通量，以保持鐵芯中的總磁通量不變。如果不考慮干式變壓器的損耗，可以認(rèn)為理想干式變壓器的二次負(fù)載消耗的功率是一次電源獲得的電功率。干式變壓器可以根據(jù)需要通過改變次級(jí)線圈的匝數(shù)來改變次級(jí)電壓，但不能改變?cè)试S負(fù)載消耗的功率。

二、干式變壓器的損耗

當(dāng)干式變壓器的初級(jí)繞組通電時(shí)，線圈產(chǎn)生的磁通量在鐵芯中流動(dòng)。由于磁心本身是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上會(huì)感應(yīng)出電勢(shì)，在磁心的橫截面上形成一個(gè)閉合回路，產(chǎn)生電流，因?yàn)榭雌饋硎菧u流，所以被稱為“渦流”。這種“渦流”增加了干式變壓器的損耗，增加了鐵芯發(fā)熱的干式變壓器的溫升。“渦流”造成的損耗稱為“鐵損”。此外，纏繞干式變壓器需要大量的銅線，這些銅線具有電阻，當(dāng)電流流過時(shí)會(huì)消耗一定的功率，這部分損耗往往會(huì)變成熱量而被消耗掉。我們把這種損失稱為“銅損”。因此，干式變壓器的溫升主要由鐵損和銅損引起。干式變壓器由于鐵損和銅損，其輸出功率總是小于輸入功率。因此，我們引入一個(gè)效率參數(shù)來描述這一點(diǎn)，=輸出功率/輸入功率。

三、干式變壓器的材料

纏繞一個(gè)干式變壓器，必須對(duì)干式變壓器相關(guān)的材料有一定的了解，所以我在這里介紹一下這個(gè)知識(shí)。

1.鐵芯材料：干式變壓器使用的鐵芯材料主要有鐵皮、低硅鋼片和高硅鋼片。在鋼板中加入硅可以降低鋼板的電導(dǎo)率，增加電阻率，減少渦流，降低其損耗。干式變壓器用硅鋼片的質(zhì)量與硅鋼片的質(zhì)量密切相關(guān)。硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來表示，一般黑鐵皮的B值在6000-8000，低硅鋼片在9000-11000，高硅鋼片在12000-16000。 #p#分頁標(biāo)題#e#

2.纏繞干式變壓器常用的材料有漆包線、沙袋線、包絲線和較常用的漆包線。對(duì)導(dǎo)線的要求是良好的導(dǎo)電性、足夠的絕緣漆層耐熱性和一定的耐腐蝕性。在正常情況下

3.絕緣材料在繞組干式變壓器中，線圈架和繞組之間的絕緣應(yīng)使用絕緣材料。干式變壓器的框架材料一般可采用酚醛紙板、聚酯薄膜或電話紙制成，層間可采用絕緣，繞組間可采用黃布絕緣。

4.浸漬材料：干式變壓器繞制完畢后，需要較后一道工序，即浸漬絕緣漆，這樣可以增強(qiáng)機(jī)械強(qiáng)度，提高絕緣性能，延長(zhǎng)干式變壓器的使用壽命。一般來說，甲酚清漆可用作浸漬材料。

電工術(shù)語解釋

學(xué)好電工學(xué)，必須理解電工學(xué)中的一些物理量概念。為此，我總結(jié)和注釋了一些常用的電工術(shù)語：1。電阻率——也叫電阻系數(shù)或電阻率。它是測(cè)量物質(zhì)電導(dǎo)率的物理量，用字母表示，單位為歐姆*毫米平方/米。它在數(shù)值上等于由這種材料制成的導(dǎo)體在20的溫度下的電阻值，導(dǎo)體的長(zhǎng)度為1米，橫截面積為1平方毫米。電阻率越大，電導(dǎo)率越低。那么物質(zhì)的電阻率隨溫度變化的物理量就等于溫度升高1C時(shí)電阻率的增加量與原始電阻電阻率的比值，通常用字母表示，單位為1/c。

2.電阻的溫度系數(shù)——物質(zhì)的電阻率隨溫度變化的物理量，其值等于溫度升高1C時(shí)電阻率的增加量與原始電阻率的比值，通常用字母表示，單位為1/c。

3.傳導(dǎo)性——物體傳導(dǎo)電流的能力被稱為傳導(dǎo)性。在DC電路中，電導(dǎo)值是電阻值的倒數(shù)，用字母表示，單位是歐姆。

4.電導(dǎo)率，也叫導(dǎo)電系數(shù)，也是衡量物質(zhì)導(dǎo)電性的物理量。數(shù)值大小是電阻率的倒數(shù)，用字母表示，單位是m/ohm * mm平方。

5.電動(dòng)勢(shì)——電路中其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能所產(chǎn)生的電位差，稱為電動(dòng)勢(shì)，或簡(jiǎn)稱為電勢(shì)。用字母e，單位是伏特。

6.自感——當(dāng)閉合電路中的電流發(fā)生變化時(shí)，電流通過電路本身產(chǎn)生的磁通量也發(fā)生變化，所以電路中也會(huì)感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象稱為自感現(xiàn)象。

7.互感——如果有兩個(gè)線圈相互靠近，較好個(gè)線圈中的電流產(chǎn)生的磁通量與第二根導(dǎo)線有一部分

圈相環(huán)鏈。當(dāng)較好線圈中電流發(fā)生變化時(shí)，則其與第二只線圈環(huán)鏈的磁通也發(fā)生變化，在第二只線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。這種現(xiàn)象叫做互感現(xiàn)象。

8、電感----自感與互感的統(tǒng)稱。

9、感抗----交流電流過具有電感的電路時(shí)，電感有阻礙交流電流過的作用，這種作用叫做感抗，以Lx表示，Lx=2πfL.

10、容抗----交流電流過具有電容的電路時(shí)，電容有阻礙交流電流過的作用，這種作用叫做容抗，以Cx表示，Cx=1/12πfc。

11、脈動(dòng)電流----大小隨時(shí)間變化而方向不變的電流，叫做脈動(dòng)電流。#p#分頁標(biāo)題#e#

12、振幅----交變電流在一個(gè)周期內(nèi)出現(xiàn)的較大值叫振幅。

13、平均值----交變電流的平均值是指在某段時(shí)間內(nèi)流過電路的總電荷與該段時(shí)間的比值。正弦量的平均值通常指正半周內(nèi)的平均值，它與振幅值的關(guān)系：平均值=0.637*振幅值。

14、有效值----在兩個(gè)相同的電阻器件中，分別通過直流電和交流電，如果經(jīng)過同一時(shí)間，它們發(fā)出的熱量相等，那么就把此直流電的大小作為此交流電的有效值。正弦電流的有效值等于其較大值的0.707倍。

15、有功功率----又叫平均功率。交流電的瞬時(shí)功率不是一個(gè)恒定值，功率在一個(gè)周期內(nèi)的平均值叫做有功功率，它是指在電路中電阻部分所消耗的功率，以字母P表示，單位瓦特。

16、視在功率----在具有電阻和電抗的電路內(nèi)，電壓與電流的乘積叫做視在功率，用字母Ps來表示，單位為瓦特。

17、無功功率----在具有電感和電容的電路里，這些儲(chǔ)能元件在半周期的時(shí)間里把電源能量變成磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）的能量存起來，在另半周期的時(shí)間里對(duì)已存的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）能量送還給電源。它們只是與電源進(jìn)行能量交換，并沒有真正消耗能量。我們把與電源交換能量的速率的振幅值叫做無功功率。用字母Q表示，單位為芝。

18、功率因數(shù)----在直流電路里，電壓乘電流就是有功功率。但在交流電路里，電壓乘電流是視在功率，而能起到作功的一部分功率（即有功功率）將小于視在功率。有功功率與視在功率之比叫做功率因數(shù)，以COSφ表示。

19、相電壓----三相輸電線（火線）與中性線間的電壓叫相電壓。

20、線電壓----三相輸電線各線（火線）間的電壓叫線電壓，線電壓的大小為相電壓的1.73倍。

21、相量----在電工學(xué)中，用以表示正弦量大小和相位的矢量叫相量，也叫做向量。

22、磁通----磁感應(yīng)強(qiáng)度與垂直于磁場(chǎng)方向的面積的乘積叫做磁通，以字母φ表示，單位為麥克斯韋。

23、磁通密度----單位面積上所通過的磁通大小叫磁通密度，以字母B表示，磁通密度和磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度在數(shù)值上是相等的。

24、磁阻----與電阻的含義相仿，磁阻是表示磁路對(duì)磁通所起的阻礙作用，以符號(hào)Rm表示，單位為1/亨。

25、導(dǎo)磁率----又稱導(dǎo)磁系數(shù)，是衡量物質(zhì)的導(dǎo)磁性能的一個(gè)系數(shù)，以字母μ表示，單位是亨/米。

26、磁滯----鐵磁體在反復(fù)磁化的過程中，它的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是滯后于它的磁場(chǎng)強(qiáng)度，這種現(xiàn)象叫磁滯。

27、磁滯回線----在磁場(chǎng)中，鐵磁體的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系可用曲線來表示，當(dāng)磁化磁場(chǎng)作周期的變化時(shí)，鐵磁體中的磁感應(yīng)強(qiáng)度與磁場(chǎng)強(qiáng)度的關(guān)系是一條閉合線，這條閉合線叫做磁滯回線如圖1。

28、基本磁化曲線----鐵磁體的磁滯回線的形狀是與磁感應(yīng)強(qiáng)度（或磁場(chǎng)強(qiáng)度）的較大值有關(guān)，在畫磁滯回線時(shí)，如果對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或磁場(chǎng)強(qiáng)度）較大值取不同的數(shù)值，就得到一系列的磁滯回線，連接這些回線頂點(diǎn)的曲線叫基本磁化曲線。#p#分頁標(biāo)題#e#

29、磁滯損耗----放在交變磁場(chǎng)中的鐵磁體，因磁滯現(xiàn)象而產(chǎn)生一些功率損耗，從而使鐵磁體發(fā)熱，這種損耗叫磁滯損耗。

30、擊穿---絕緣物質(zhì)在電場(chǎng)的作用下發(fā)生劇烈放電或?qū)щ姷默F(xiàn)象叫擊穿。

31、介電常數(shù)---又叫介質(zhì)常數(shù)，介電系數(shù)或電容率，它是表示絕緣能力特性的一個(gè)系數(shù)，以字母ε表示，單位為法/米。

32、電磁感應(yīng)---當(dāng)環(huán)鏈著某一導(dǎo)體的磁通發(fā)生變化時(shí)，導(dǎo)體內(nèi)就出現(xiàn)電動(dòng)勢(shì)，這種現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)。

33、趨膚效應(yīng)---又叫集膚效應(yīng)，當(dāng)高頻電流通過導(dǎo)體時(shí)，電流將集中在導(dǎo)體表面流通，這種現(xiàn)象叫趨膚效應(yīng)。