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绕组是变压器的电路部分,用来传输电能,一般分为高压绕组和低压绕组。接在较高电压上的绕组称为高压绕组;接在较低电压上的绕组称为低压绕组。从能量的变换传递来说,接在电源上,从电源吸收电能的绕组称为原边绕组(又称一次绕组或初级绕组);与负载连接,给负载输送电能的绕组称副边绕组(又称二次绕组或次级绕组)。绕组一般是用缘的铜线绕制而成。高压绕组的匝数多、导线横截面小;低压绕组的匝数少、导线横截面大。为了变压器能够的运行以及有的使用寿命,对绕组的电气性能、耐热性能和机械强度都有一定的要求。绕组是按照一定规律连接起来的若干个线圈的组合。根据高压绕组和低压绕组相互位置的不同,绕组结构型式可分为同心式和交叠式两种。同心式绕组是将高压绕组和低压绕组同心地套装在铁心柱上。为了缘方便,低压绕组紧靠着铁心,高压绕组则套装在低压绕组的外面,两个绕组之间留有油道。油道一是作为绕组间的缘间隙;二是作为散热通道,使油从油道中流过冷却绕组。在单相变压器中,高、低压绕组均分为两部分,分别套装在两铁心柱上,这两部分可以串联或并联;在三相变压器中属于同一相的高、低压绕组套装在同一铁心柱上。同心式绕组的结构简单、制造方便,心式变压器一般都采用这种结构。交叠式绕组是将高压绕组和低压绕组分成若干线饼,沿着铁心柱交替排列而构成。为了便于缘和散热,高压绕组与低压绕组之间留有油道并且在上层和下层靠近铁轭处安放低压绕组。交叠式绕组的机械强度高,引线方便,壳式变压器一般采用这种结构。
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针对电子设备的种类繁多,所需要的电压伏数和所要求输送的功率不同以及安装的位置和整机内部的空间大小小同等特点,变压器的种类和外形也相应不同。常见的电源变压器的外形如图2所示。电源变压器有“口”字形、“日”字形、“C”字形等几种外形。即使同样的外形,其体积大小也不尽相同。如收音机中的电源变压器与电视机或功率放大机中的变压器相比.体积小很多。开关电源变压器是彩电视机开关稳压电源中的重要器件,它是—种脉冲变压器。其作用是进行功率传送,为彩电整机提供所需的电源电压以及实现输入与输出的电隔离。常见开关电源变压器的外形和符号如图3所示。
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半级缘(又称分级缘)就是变压器的绕组靠近中性点部分的主缘,其缘水平比绕组端部的缘水平低,而与此相反,一般变压器首端与尾端缘水平一样的叫全缘。自耦变的一、二次线圈间有着电的联系,若中性点不接地,高压侧发生接地故障时,中性点的位移电压可达高压侧的相电压,这种电压会直接传到低压端,造成低压侧的严重过电压,而损坏低压侧的电气设备,为这种过电压的传递,而将中性点直接接地。我国生产的带负荷调压变压器,其调压分头放在中点处,其缘水平很低,220KV变压器只有35KV缘水平,故要求接地。
不计一次、二次绕组的电阻和铁耗,其间耦合系数K=1的变压器称之为理想变压器描述理想变压器的电动势平衡方程式为e1(t)=-N1dφ/dte2(t)=-N2dφ/dt若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化,又不计铁心损失,根据能量守恒原理可得,由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令K=N1/N2,称为匝比(亦称电压比)。二.变压器的结构简介铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高,厚度分别为0.35mm.3mm.27mm,表面涂有缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁心柱和横片俩部分,铁心柱套有绕组,横片是闭合磁路之用,铁心结构的基本形式有心式和壳式两种。绕组是变压器的电路部分,它是用双丝包缘扁线或漆包圆线绕成。变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压1时,流过电流1,在铁芯中就产生交变磁通1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势1,2,感应电势公式为:E=4.44fNm
变压器工作时,线圈中有交变电流,它产生的磁通当然是交变的。这个变化的磁通在铁芯中产生感应电流。铁芯中产生的感应电流,在垂直于磁通方向的平面内环流着,所以叫涡流。涡流损耗同样使铁芯发热。为了减小涡流损耗,变压器的铁芯用彼此绝缘的硅钢片叠成,使涡流在狭长形的回路中,通过较小的截面,以增大涡流通路上的电阻;同时,硅钢中的硅使材料的电阻率增大,也起到减小涡流的作用。用做变压器的铁芯,一般选用 0.35mm 厚的冷轧硅钢片,按所需铁芯的尺寸,将它裁成长形片,然后交叠成“日”字形或“口”字形。