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3.5 变压、变流、电源器件 一、机床变压器 用于电源电压的数值变换，一般是由高压到低压。分单相、三相两类。 单相变压器用于“控制电源”电压的变换，而三相变压器一般用于机床电源的整体变换。 区别于供电电网的电力变压器，前者用于机床，后者用于厂房的整体供电。  图3-44：机床变压器 单相变压器有原副边共用铁心和分用铁心两种，比较好的是后一种，不易烧损。 还有一种叫做自耦变压器的，副边由原边绕组抽头得到不同的电压，这种变压器一般不采用，其使用安全性不易控制。 参数关注： 1、输入电压：如460、380、220、110VAC等； 2、输出电压：220、110、36、27、6.3VAC等； 3、视在功率：变压器的总功率，单位KVA。 拓展思考： 1、美国460/115V变压器（原边为双绕组串联），如何改造成220/110V变压器？ 2、三个单相变压器是否可以组合成三相变压器？为什么？ 二、电流互感器： 用于交流电流变换，一般是把大电流转换为小电流，用于仪表检测。  图3-45：电流互感器 电流互感器不允许开路，不然会在送电瞬间产生高压，烧毁线圈。 使载流导体穿过电流互感器线圈，在互感器中将感应出与载流导体电流成正比的感应电流，该感应电流被用于仪表检测。 电流互感器参数关注： 1、电流变比：即原、副边的电流变比； 2、输入电流：测量电流范围。 三、电压互感器： 用于交流电压变换，一般是把大电压转换为小电压，用于仪表检测。  图3-46：电压互感器 电压互感器不允许短路，不然会在送电时产生过电流，烧毁线圈。 使互感器原边接在检测交流电压的两端，在互感器中将感应出与检测电压成正比的感应电压，该感应电压被用于仪表检测。 电压互感器参数关注： 1、电压变比：即原、副边的电压变比； 2、输入电压：测量电压的范围。 电压互感器严禁做升压使用。 四、直流电源 （一）传统的串联型电源 这种电源曾经在20世纪后几十年时间内被广泛使用，是最早的半导体电源。 串联型电源由一个变压器把交流电压（如220V/110V）变换为较低的交流电压（几到几十伏），再通过晶体管电路转换为稳定的直流电压。其功率受变压器的限制，由于有一个比较大的变压器，电源显得比较笨重，体积较大。 由于串联型电源属于模拟型电源，电子电路工作在放大状态，因此电压比较平稳，且没有脉动，这是其优点。 但由于其体积大、笨重的缺点，和替代产品——开关型电源技术的日益发展，目前串联型电源已经基本被淘汰。 （二）开关电源 开关电源没有大的变压器，系统通过把交流电源通过变压、整流、滤波，送入开关管高频电路处理，再转换为直流稳定电压。 这类电源比较轻便，但缺点是由于工作在高频开关状态，因此有纹波。但随着技术的日益发展，开关电源已经相当普及。 为了便于使用，电源常被做成封闭模块形式，又叫“一体化电源”。  图3-47：直流电源（右为一体化电源） 电源参数一般关注： 1、输入电压：输入交流电压范围，一般有220V、110V，或给定一个稳压范围如90-250VAC等； 2、输出电压：输出直流电压，常见的有5V、12V、±15V、24V等； 3、输出电流：输出直流电流大小； 4、电源功率：电源消耗的额定功率大小。 五、交流电源 （一）净化电源 净化电源是一种高品质的电源，是把电网中的干扰、浪涌、纹波等过滤掉了的。 这种电源一般为交流输入，交流输出，在对电源有特殊要求的场合可以选用。 参数和普通电源类似。 （二）不间断电源UPS 这种电源已成为民用产品，供给计算机等防止系统电源突然中断而使用。 其主要指标是：功率和后备待机时间，待机时间一般不低于15分钟。 六、稳压器 其实，前面介绍的直流电源和交流电源本身就具有稳压功能，但当对电网波动有更高的要求时，也可以采用如下专业稳压设备。 （一）自耦调压式稳压器 结构类似于自耦变压器，只是副边接点是可滑动的触头，通过调整滑动点来调节输出电压。 这种稳压器的滑动端是自动控制的，可以通过电动机来自动调节，以达到稳压的目的。但由于机械滑动触头会因为火花问题造成电源波形的缺失，对电子电路往往造成致命的损害，因此除非是在纯粹的继电器电路场合，一般极少采用。  图3-48：自耦调压式稳压器 关注的参数有： 1、输入电压：输入电源电压范围； 2、输出电压：输出电压调整范围； 3、功率：变压器的最大输出功率； 4、原副边电流：原副边的工作电流大小。 （二）磁饱和式稳压器 这是靠变压器磁路进入磁饱和状态，从而达到稳压效果的稳压设备。  图3-49：磁饱和式稳压器 主要参数： 1、可稳定电压范围：可以达到稳压效果的输入电压范围； 2、输出电压：输出电压大小； 3、视在功率。 （三）半导体式稳压器 利用半导体电路实现稳压的装置。  图3-50：半导体式稳压电源 原理一般是先利用半导体电路由交流整流成直流，在直流环节实现稳压控制，再转换（逆变）为交流电源。 主要参数： 1、可稳定电压范围：可以达到稳压效果的输入电压范围； 2、输出电压：输出电压大小； 3、电流：可供应负载的电流大小。 七、浪涌吸收器 （一）用于电源的浪涌吸收设备 为防止电网浪涌进入设备微电子、计算机控制电路，一般都安装这种设备，以抑制浪涌电流对电网的干扰。  图3-51：电源浪涌保护器 这种装置的选用，要看后端负载的大小，后端负载越大，其使用功率也越大。 （二）用于接触器、继电器的浪涌吸收器 在欧美的机床设备中，对电网品质有非常高的要求，因此对继电器、接触器等的线圈都要求进行浪涌吸收，以防止对电网产生干扰。  图3-52：浪涌吸收器 其选用同样和保护的线圈功率有关，线圈功率越大，模块吸收能力也要求越大。主要参数： 1、接入电压范围； 2、吸收电路的电阻和电容值。 八、就地补偿装置 就地补偿装置是用用电容补偿器对比较大的电机进行就地补偿，以提高功率因素，和改善电机对电网的影响。  图3-53：就地补偿装置 主要参数： 1、千乏数：即可补偿的无功功率； 2、电压：可接入的电压范围。 |
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