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铁芯铁芯是变压器的磁路部分。运行时要产生磁滞损耗和涡流损耗而发热。为降低发热损耗和减小体积和重量,铁芯采用小于0.35mm导磁系数高的冷轧晶粒取向硅钢片构成。依照绕组在铁芯中的布置方式,有铁芯式和铁壳式之分。在大容量的变压器中,为使铁芯损耗发出的热量能够被缘油在循环时充分带走,以达到良好的冷却效果,常在铁芯中设有冷却油道。绕组绕组和铁芯都是变压器的核心元件。由于绕组本身有电阻或接头处有接触电阻,由I2Rt知要产生热量。故绕组不能长时间通过比额定电流高的电流。另外,通过短路电流时将在绕组上产生很大的电磁力而损坏变压器。其基本绕组有同心式和交叠式两种。变压器绕组主要故障是匝间短路和对外壳短路。
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当变压器在电压升高或频率下降时都将造成工作磁通密度增加,变压器的铁芯饱和称为变压器过励磁。电力系统因事故解列后,部分系统的甩负荷过电压、铁磁谐振过电压、变压器分接头连接调整不当、长线路末端带空载变压器或其他误操作、发电机频率未到额定值过早增加励磁电流、发电机自励磁等情况都可能产生较高的电压引起变压器过励磁。当变压器电压超过额定电压的10%,将使变压器铁芯饱和,铁损增大。漏磁使箱壳等金属构件涡流损耗增加,造成变压器过热,缘老化,影响变压器寿命甚至烧毁变压器。
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变压器特征参数变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。在规定的频率和电压下,变压器能长期工作而不超过规定温升的输出功率。指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本于磁化电流。
变压器的铁芯接地故障会造成铁芯局部过热,严重时,铁芯局部温升增加,轻瓦斯动作,甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁芯形成铁芯片间的短路故障,使铁损变大,严重影响变压器的性能和正常工作,以至必须更换铁芯硅钢片加以修复。所以变压器不允许多点接地只能有且只有一点接地。
输入、输出变压器输入、输出变压器的主要作用是:实现阻抗匹配;无畸变地传送信号电压和信号功率;对直流具有隔离作用。常见输入、输出变压器外形和符号如图4所示。输入、输出变压器的用途是:输出变压器把晶体管收音机末级功率放大器的输出功率耦合到扬声器,使功率放大管的佳负载和扬声器的音圈阻抗匹配。录音机和电视机中,功率管和扬声器的锅耦合也离不开它。输入变压器通常是低频电路中末前级和末级之间的耦合变压器。