變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)進(jìn)行變換交流電壓的一種器件,其主要構(gòu)件包括初級(jí)線(xiàn)圈、次級(jí)線(xiàn)圈、鐵芯。
儀表工在儀表上經(jīng)常能看到變壓器的身影,最常見(jiàn)的是在電源里作為變換電壓、隔離來(lái)使用。
1、線(xiàn)圈匝數(shù)跟輸出電壓的關(guān)系
簡(jiǎn)單的說(shuō),初、次級(jí)線(xiàn)圈的電壓比等于初、次級(jí)線(xiàn)圈的匝數(shù)比,因此,想要輸出不同的電壓,改變線(xiàn)圈的匝數(shù)比就可以實(shí)現(xiàn)了。簡(jiǎn)單說(shuō):次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)比初期線(xiàn)圈匝數(shù)少的是降壓變壓器,次級(jí)線(xiàn)圈匝數(shù)比初期線(xiàn)圈匝數(shù)多的是升壓變壓器。
2、低頻變壓器和高頻變壓器的區(qū)別
根據(jù)變壓器的工作頻率不同,一般可以分成低頻變壓器和高頻變壓器,例如,日常生活中,工頻交流電的頻率是50Hz,我們把工作在這一頻率下的變壓器叫做低頻變壓器;而儀表高頻變壓器的工作頻率可達(dá)幾十kHz到幾百kHz。
輸出功率相同的低頻變壓器與高頻變壓器,高頻變壓器的體積要比低頻變壓器要小很多。
儀表變壓器在儀表電源電路中算是個(gè)頭比較大的元件,在保證輸出功率的同時(shí)想要把體積做得小,就要使用高頻變壓器,所以在儀表開(kāi)關(guān)電源里都會(huì)用到高頻變壓器。
高頻變壓器和低頻變壓器的工作原理是相同的,都是利用電磁感應(yīng)的原理工作的,但在制作材料方面,它們的“芯”所使用的材料是不同的:低頻變壓器使用的是硅鋼片芯,高頻變壓器使用的是鐵氧體芯。
低頻變壓器的鐵芯一般是使用很多片硅鋼片堆疊而成的,而高頻變壓器的鐵芯是用高頻磁性材料(如:鐵氧體)組成的。(所以高頻變壓器的鐵芯一般叫做磁芯)
在直流穩(wěn)壓電源電路里,低頻變壓器傳輸?shù)氖钦也ㄐ盘?hào)
而在開(kāi)關(guān)電源電路里,高頻變壓器傳輸?shù)氖歉哳l脈沖方波信號(hào)。
低頻變壓器一般在電路符號(hào)上,初級(jí)線(xiàn)圈只有一個(gè)繞組,你??匆?jiàn)的符號(hào)大概是這樣的:
而高頻變壓器,在電路符號(hào)上,你可能會(huì)發(fā)現(xiàn),有的高頻變壓器初級(jí)這邊居然會(huì)有兩個(gè)線(xiàn)圈?
其實(shí)并不是有兩個(gè)初級(jí)線(xiàn)圈,初級(jí)線(xiàn)圈只有一個(gè),另一個(gè)是輔助線(xiàn)圈,“輔助線(xiàn)圈”實(shí)際上是屬于次級(jí)線(xiàn)圈,之所以叫輔助線(xiàn)圈,是因?yàn)槠湓陔娐分衅疠o助作用。
輔助線(xiàn)圈是為連接初級(jí)線(xiàn)圈的電路服務(wù)的,輔助線(xiàn)圈在初級(jí),能為變壓器提供保護(hù)用的電壓源和反饋信號(hào),通過(guò)輔助線(xiàn)圈的反饋?zhàn)饔茫苁箖x表內(nèi)部電源穩(wěn)定。
還有,在次級(jí)線(xiàn)圈輸出過(guò)載時(shí),電流過(guò)大會(huì)導(dǎo)致次級(jí)線(xiàn)圈承載能力不足,從而導(dǎo)致次級(jí)線(xiàn)圈輸出電壓下降,輔助線(xiàn)圈輸出電壓也下降,當(dāng)下降到一定程度,會(huì)使振蕩電路無(wú)法起振,從而保護(hù)儀表的開(kāi)關(guān)管。
3、關(guān)于儀表變壓器的效率
在額定功率時(shí),變壓器輸出功率與輸入功率之間的比值,叫做變壓器的效率。當(dāng)變壓器輸出功率等于輸入功率時(shí),效率為100%,事實(shí)上這樣的儀表變壓器是不存在的,因?yàn)殂~損和鐵損的存在,變壓器是會(huì)存在一定的損耗。
4、什么是銅損?
因?yàn)閮x表變壓器線(xiàn)圈是有一定電阻的,當(dāng)電流通過(guò)線(xiàn)圈,就會(huì)有部分能量變成熱量,由于變壓器線(xiàn)圈是用銅線(xiàn)繞成的,所以這種損耗又叫銅損。
5、什么是鐵損?
儀表變壓器的鐵損主要包括兩個(gè)方面:一是磁滯損耗,二是渦流損耗;磁滯損耗是指當(dāng)交流電通過(guò)線(xiàn)圈,會(huì)產(chǎn)生磁力線(xiàn)穿過(guò)鐵芯,鐵芯內(nèi)部分子相互摩擦就會(huì)產(chǎn)生熱量,從而消耗一部分電能;因?yàn)榇帕€(xiàn)穿過(guò)鐵芯,鐵芯也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,因電流成旋渦狀,所以也叫渦流,渦流損耗也會(huì)消耗一部分電能。