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变压器的功能 变压器是一种常见的电气设备。无论是在电力设备，还是在各种电子设备中都有及其广泛的应用。在不同的应用环境下，变压器的作用也不同。在电力系统中，变压器用于电力输送及变换；在电路中，变压器主要用来提升或降低交流电压，或是变换阻抗等。 变压器在电子产品中是十分常用的元器件。变压器主要有铁芯和两组或多组线圈组成，当一交变电流经过其中之一组线圈时，于另一组线圈中会感应出具有相同频率的交变电压，从而实现提升或降低电压的作用。
变压器符号 变压器的组成部分包括闭合的铁芯和由铜制漆包线组成的线圈。变压器在电路中常用字母 “T” 表示。
变压器的分类 变压器的种类很多，他们的基本结构相近。下面分别介绍一下变压器的种类 1）按变压器的用途分类，可以分为电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器等。 2）按照绕组的数量分类，可以分为双绕组、三绕组、多绕组变压器以及自耦变压器等。 3）按照铁芯分类，可以分为芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器及金属箔变压器。 4）按照供电相数分，可以分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。 5）按照工作频率分，可以分为高频变压器和低频变压器。 6）按照冷却方式和冷却介质分，可以分为空气冷却的干式变压器和用油冷却的油浸式变压器。 变压器的标识 在国产变压器中，变压器的型号主要由3部分组成具体见下表
变压器的参数 不同类型的变压器特性不一样，其表现的主要参数也不同。如电源变压器的主要技术参数有额定功率、额定电压、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能等。一般低频变压器的主要技术参数有变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。下面介绍变压器的几种相关技术参数。 1、变压器电压比 变压器的两组线圈匝数分别为N1和N2。N1为初级，N2为次级。在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势，当N2＞N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高。这种变压器称为升压变压器；当N2＜N1时，其感应电动势低于初级电压，这种变压器称为降压变压器。初级次级电压和线圈匝数间具有下列关系 U1/U2=N1/N2=n 上式中，n称为变压器的电压比（匝数比）。当n＜1时，则N1＞N2，U1大于U2，该变压器为降压变压器，反之为升压变压器。 2、变压器的效率 在变压器的额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值叫做变压器的效率，即 η=P1/P2x100% 上式中，η为变压器的效率，P1为变压器的输入功率，P2为变压器的输出功率。当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率η等于100%。变压器将不产生任何损耗。但实际上这种变压器是没有的，变压器传输电能时总要产生损耗。 3、变压器的额定电压 变压器的额定电压是指变压器安全工作时，所允许施加的最高工作电压。 初级额定电压是初级绕组所允许施加的最高工作电压。一般小型电子设备所用的电源变压器额定电压为220V，电梯设备等常用到380V和220V变压器。 次级额定电压是指当初级绕组中加上额定电压时，次级绕组得到的空载电压。变压器次级接上负载后的电压与空载时的电压基本相同。 4、变压器的额定功率 变压器的额定功率是指变压器安全工作时所允许的负载功率。 次级绕组的额定电压与额定电流的乘积称为变压器的容量，即为变压器的额定功率。一般用P表示。决定变压器额定功率的因素主要有变压器的铁芯大小、导线截面积。铁芯越大，导线的截面积越大，变压器的功率也就越大。但是当变压器制作好后，变压器的额定功率就为一定值，这是我们选配变压器时必须要考虑的因素。 从上述关系中可看出，初级电压确定时，当次级不接负载时，I2=0，I1也应为0.称为空载运行。实际上，变压器有漏磁存在，也有电阻存在，I1很小。当有短路发生后，流过次级的电流急剧增大，会引起初级电流增大。因初级绕组导线较细，常会因过电流烧毁。 5、变压器的绝缘电阻 变压器的绝缘电阻表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、耐温高低和潮湿程度有关。 电源变压器的组成、作用 电源变压器的作用是将380V/220V交流电转换为电气或电子设备所需的电压。电源变压器在电子设备中应用非常广泛，是为电子设备提供电能的一种特殊元件。常见的电源变压器有芯式和壳式两种。一般来讲，变压器是由闭合的铁芯及铜制漆包线制成的线圈（又称绕组）构成的。 其中，变压器铁芯的作用是构成磁路。制作铁芯的材料通常用绝缘的硅钢片（或铁氧体材料）。铁芯是将硅钢压制成一定形状的片状，然后叠积而成的。 绕组的作用是构成电路。通常用漆包铜线绕制，绕的圈数称为匝数。用N表示。不同用途的变压器绕组的多少级圈的匝数不同。一般来讲，电源变压器至少有两个绕组。其中一个绕组与电源相连接，称为初级绕组，简称初级（或一级绕组、或原边）。初级绕组的匝数用N1表示。与负载相连接的绕组称为次级绕组，简称次级（或二级绕组、或副边），次级绕组的匝数用N2表示。初级、次级绕组都套装在由铁芯构成的同一闭合磁路中。为适应电气设备电压不同的需要，次级绕组也可以有两个或多个。 变压器的工作原理 为了说明变压器的工作原理，常用一矩形框表示铁芯，初次级绕组分别画在两边。如下图：
当初级绕组接通交流电压U1时，在初级绕组中就有交流电流 I1 流过，初级绕组中就产生交变的磁通Φin。在由铁芯构成的磁路中闭合。由于初级与次级绕组都装在这同一个闭合的磁路中，初级绕组和次级绕组受变化的磁通作用分别产生感应电动势E1和E2。如果次级绕组接有负载形成回路，在次级绕组中就有交变的电流流过次级绕组，从而产生感应电流 I2 ，在次级绕组两端形成感应电压（输出电压）U2。次级绕组产生的感应电流在流过次级绕组时，也会产生交变的磁通，在初级绕组和次级绕组中也产生感应电动势。 初级绕组和次级绕组由于有交变的电流而相互感应。这一现象称为互感现象。正式通过互感现象，初级绕组的电能才能源源不断地输送到次级绕组，由次级 作为电源为负载提供电能。 变压器各部分之间的关系 变压器的感应电动势的大小与线圈的匝数有关。关系式如下：
上式中，△Φin 是磁通的变化量，△T是变化的时间。 初级绕组和次级绕组的电阻都很小，如果忽略不计，则有：E1=U1，E2=U2 如果不考虑磁场能量损耗，综合上述式子，可以得到（1式）： U1/U2=N1/N2 上式中，N1/N2又称为变比，用K表示。当K＞1时，为升压变压器。当K＜1时，为降压变压器。当K=1时，为隔离变压器。电源变压器的变比远小于1。 像这样，不考虑绕组电阻和各种电磁能损耗的变压器，称为理想变压器。在理想变压器中，初、次级绕组的端电压之比，等于他们的匝数之比。从能量守恒方面讲，理想变压器的次级消耗的总功率（P2=I2xU2）与初级输入的功率（P1=I1xU1）是相等的。即：I1xU1=I2xU2 或写成（2式）： I1/I2=U2/U1 由上式可得出，电源变压器初级电压高电流小，可用较细的导线绕制；次级电压低电流大，应用较粗的导线绕制。 对于理想变压器，由（1式）和（2式）可知： U1/U2=N1/N2=I2/I1 可见，变压器工作时，初、次级绕组中的电流跟他们的电压成正比。 变压器的检测判断 1、中周变压器的检测 1）首先，将万用表拨至“Rx1”挡，按照中周变压器各绕组引脚的排列规律，逐一检查各绕组的通断情况，进而判断其是否正常。 2）检测绝缘性能。将万用表置于“Rx10k”挡，然后分别检测初级绕组和次级绕组之间的电阻值、初次级绕组与外壳间的电阻值。 如果检测的阻值为无穷大，则变压器正常。如果阻值为0，则变压器有短路故障。如果阻值小于无穷大，但大于0，则变压器有漏电故障。 2、电源变压器的检测 1）首先从外观上观察，看变压器是否有烧焦发黑、变形。在保险失效的情况下，损坏的变压器往往从外观上可以看出来。 2）电压法检查，在加电情况下，用万用表交流电压档测量变压器次级交流电压。若测得为0，再测量初级电压若为正常所加电压，则变压器损坏。 3）电阻法检测，用万用表电阻档分别测量变压器的初级和次级绕组的电阻值。初级绕组的电阻值一般在50~150Ω之间，次级绕组的电阻值一般小于几Ω，如果阻值过大则说明变压器故障。 故障变压器的处理，变压器损坏后，一般只能换新的。对于内置温度保险的变压器，可仔细拆开绕组外的保护层，找到温度保险，直接连通温度保险的两个引脚，可作为应急使用。 在电子设备中，除电源变压器外，还有一些特殊用途的变压器，称为专用变压器，其工作原理和电源变压器相同，在此不做介绍，大家方便的话可以抽时间到网上查看了解一下。 |
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