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变压器基础知识制作流程详解(员工培训教材).pdf
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更新于2023-05-16
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变压器基础知识制作流程详解(员工培训教材)pdf,本文介绍了变压器,变压器原理,材料介绍,制作流程,工程图,变压器制作工法,线圈的制作工法,安全规格等。
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员 工 专 业 知 识 培 训 教 材
确 认 审 核 作 成
承 认 日 期
作 成 日 期
2004 – 11 – 28
初 版 页 数
共 53 页
工程部
员工专业知识培训教材
工程部 第1 页 共 53 页
第一章 变压器的概述
变压器的最基本型式,包括两组绕有导线的线圈,并且彼此以电感方式称合一起。当一交
流电流(具有某一已知频率) 流于其中之一组线圈时,于另一组线圈中将感应出具有相同频率的
交流电压,而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链的程度。
一般指连接交流电源的线圈称之为“一次线圈”(Primamary Coil) ;而跨于此线圈的电压
称之为“一次电压”。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压,是由一次线圈与二次线
圈间的“匝数比”所决定的。因此,变压器区分为升压与降压变压器两种。
大部份的变压器均有固定的铁心,其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性,大
部份磁通量局限在铁心里,因此,两组线圈藉此可以获得相当高程度的磁耦合。在一些变压器
中,线圈与铁心二者间紧密地结合,其一次与二次电压的比值几乎与二者的线圈匝数比相同。
因此,变压器的匝数比,一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功
能,使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物,提升输电电压使得长途输送电力更为
经济,至于降压变压器,它使得电力运用方面更加多元化,我们可以这幺说,倘无变压器,则
现代工业实无法达到目前发展的现况。
电子变压器除了体积较小外,在电力变压器与电子变压器二者之间,并没有明确的分界线。
一般提供 60Hz 电力网络的电源均非常庞大,它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。电子
装置的电力限制,通常受限于整流、放大,与系统其它组件的能力,其中有些部份属放大电力
者,但如果与电力系统发电能力相比较,它仍然归属于小电力的范围。
各种电子装备常用到变压器,理由是:提供各种电压阶层确保系统正常操作;提供系统中
以不同电位操作部份得以电气隔离;对交流电流提供高阻抗,但对直流则提供低的阻抗;在不
同的电位下,维持或修饰波形与频率响应。“阻抗”的其中一项重要概念,即电子学特性,是一
种假想的设备,即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时,其间要使用到一种设
备 — 变压器。
对于电子装置而言,重量和空间通常是一项努力追求的目标,至于效率、安全性与可靠性,
更是重要的考虑因素。变压器除了能够在一个系统里占有显着百分比的重量和空间外,另一方
面在可靠性方面,它亦是衡量因子中的一个要项。 因为上述与其它应用方面的差别,使得电力
变压器并不适合应用于电子电路上。
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第二章 变压器的原理
1、变压器的制作原理:
在发电机中,不管是线圈运动通过磁场或磁场运动通过固定线圈,均能在线圈中感应
电势,此两种情况,磁通的值均不变,但与线圈相交链的磁通数量却有变动,这是互感应的
原理。变压器就是一种利用电磁互感应,变换电压,电流和阻抗的器件。
2、在电路中,变压器表示符号为:
3、技术参数:
对不同类型的变压器都有相应的技术要求,可用相应的技术参数表示。如电源变压器
的主要技术参数有:额定功率、额定电压和电压比、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,对于一般低频变压器的主要技术参数是:变压比、频率特性、
非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。
a、电压比:
变压器两组线圈圈数分别为 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,这种变压器称为降变压器。初级次级电压和线圈圈数间具有下列关系。
式中 n 称为电压比(圈数比) 。当 n<1 时,则 N1>N2,V1>V2,该变压器为降压变
压器。反之则为升压变压器。
b、变压器的效率:
在额定功率时,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= x100%
V
2
N
2
——— = ——— = n
V
1
N
1
P
2
——
P
1
N1 N2
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式中 η 为变压器的效率;P1 为输入功率,P2 为输出功率。
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,这种损耗
主要有铜损和铁损。
铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能
就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损。
变压器的铁损包括两个方面。一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压
器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,
从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗。另一是涡流损耗,当变压器工作时。铁芯中
有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路
形成环流,且成旋涡状,故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种损耗称
为涡流损耗。
变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率比
就越小,效率也就越高。反之,功率越小,效率也就越低。
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第三章 变压器材料介绍
一 线架 Bobbin
(一) 作用:顾名思义,Bobbin(线架或骨架) 在变压器中起支撑 Coil(线圈) 的作用。
(二) Bobbin 的分类:
1、依据变压器的性质要求不同,按材质分为:热塑性材料,热固性材料。
热塑性材料我们常用的有尼龙(NYLON) ,塑 料 (PET) ,塑 料 ( PBT) 三种。热
固性材料我们常用到的有电木(PM) 。
2、依据变压器的形状不同,Bobbin 又分为立式,卧式,子母式,抽屉式,单元格,
双格。
(三) 特性及用途:
1、电木(PM) :热固性材料,稳定性高,不易变形,耐温 150°C,可承受 370°C 的高
温。表面光滑,易碎,不能回收。用于耐温较高的变压器。
2、尼龙(NYLON) :热塑性材料,工程塑料,延展性好,不易碎,耐温 115°C,易吸
水,使用前先用 80°C 的温度烘烤,使固性稳定。表面光滑,半透明,不易碎。一般
用于耐油性强的变压器上。
3、塑料(PET) :热塑性材料,510 系统,硬性高,易成形。不易变形,耐温 170°C,
表面不光滑,不易碎,一般用于绕线管。
4、塑料(PBT) :热塑性材料,较软,不易变形,不耐高温(160°C) ,表面不光滑,不
易碎一般用于绕线管
※ 热塑性材料可回收使用:第一次为 20%,第二次为 15%,第三次 7% 。
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