常見(jiàn)變壓器的參數(shù)賞析

　　變壓器技術(shù)參數(shù)是了解變壓器的一項(xiàng)重要指標(biāo)，你要使用該變壓器就必須要了解到它的參數(shù)，這樣才能用對(duì)它，而不會(huì)發(fā)生事故。因此對(duì)從事變壓器的新手們了解分析變壓器的參數(shù)非常關(guān)鍵，以下是我對(duì)變壓器參數(shù)的一些認(rèn)識(shí)。

　　對(duì)不同類(lèi)型的變壓器都有相應(yīng)的技述要求，可用相應(yīng)的技述參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技述參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級(jí)、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能，對(duì)于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。

　　A.電壓比：

　　變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級(jí)，N2為次級(jí)。在初級(jí)線圈上加一交流電壓，在次級(jí)線圈兩端就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。當(dāng)N2》N1時(shí)，其感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)要比初級(jí)所加的電壓還要高，這種變壓器稱(chēng)為升壓變壓器：當(dāng)N2

　　式中n稱(chēng)為電壓比（圈數(shù)比）。當(dāng)n《1時(shí)，則N1》N2，V1》V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。

　　B.變壓器的效率：

　　在額定功率時(shí)，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即

　　η= x100%

　　式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率。

　　當(dāng)變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時(shí)，效率η等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實(shí)際上這種變壓器是沒(méi)有的。變壓器傳輸電能時(shí)總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。

　　銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當(dāng)電流通過(guò)線圈電阻發(fā)熱時(shí)，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱(chēng)為銅損。

　　變壓器的鐵損包括兩個(gè)方面。一是磁滯損耗，當(dāng)交流電流通過(guò)變壓器時(shí)，通過(guò)變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當(dāng)變壓器工作時(shí)。鐵芯中有磁力線穿過(guò)，在與磁力線垂直的平面上就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱(chēng)為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱(chēng)為渦流損耗。

　　變壓器的效率與變壓器的功率等級(jí)有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。

　　怎樣判別電源變壓器參數(shù)

　　電源變壓器標(biāo)稱(chēng)功率、電壓、電流等參數(shù)的標(biāo)記，日久會(huì)脫落或消失。有的市售變壓器根本不標(biāo)注任何參數(shù)。這給使用帶來(lái)極大不便。下面介紹無(wú)標(biāo)記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對(duì)選購(gòu)電源變壓器也有參考價(jià)值。

　　一、識(shí)別電源變壓器

　　1. 從外形識(shí)別 常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。E形鐵芯變壓器呈殼式結(jié)構(gòu)（鐵芯包裹線圈），采用D41、D42優(yōu)質(zhì)硅鋼片作鐵芯，應(yīng)用廣泛。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯，磁漏小，體積小，呈芯式結(jié)構(gòu)（線圈包裹鐵芯）。

　　2. 從繞組引出端子數(shù)識(shí)別 電源變壓器常見(jiàn)的有兩個(gè)繞組，即一個(gè)初級(jí)和一個(gè)次級(jí)繞組，因此有四個(gè)引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾，初、次級(jí)繞組間往往加一屏蔽層，其屏蔽層是接地端。因此，電源變壓器接線端子至少是4個(gè)。

　　3. 從硅鋼片的疊片方式識(shí)別 E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的，E片和I片間不留空氣隙，整個(gè)鐵芯嚴(yán)絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙，這是區(qū)別電源和音頻變壓器的最直觀方法。至于C形變壓器，一般都是電源變壓器。

　　二、功率的估算

　　電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積，不論是E形殼式結(jié)構(gòu)，或是E形芯式結(jié)構(gòu)（包括C形結(jié)構(gòu)），均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面（矩形）面積。在測(cè)得鐵芯截面積S之后，即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。

　　例如：測(cè)得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2，估算其功率，得P=S2/1.5=72/1.5=33W？剔除各種誤差外，實(shí)際標(biāo)稱(chēng)功率是30W。

　　三、各繞組電壓的測(cè)量

　　要使一個(gè)沒(méi)有標(biāo)記的電源變壓器利用起來(lái)，找出初級(jí)的繞組，并區(qū)分次級(jí)繞組的輸出電壓是最基本的任務(wù)?，F(xiàn)以一實(shí)例說(shuō)明判斷方法。

　　例：已知一電源變壓器，共10個(gè)接線端子。試判斷各繞組電壓。

　　第一步：分清繞組的組數(shù)，畫(huà)出電路圖。

　　用萬(wàn)用表R×1擋測(cè)量，凡相通的端子即為一個(gè)繞組。現(xiàn)測(cè)得：兩兩相通的有3組，三個(gè)相通的有1組，還有一個(gè)端子與其他任何端子都不通。照上述測(cè)量結(jié)果，畫(huà)出電路圖，并編號(hào)。

　　從測(cè)量可知，該變壓器有4個(gè)繞組，其中標(biāo)號(hào)⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組，⑩號(hào)端子與任一繞組均不相通，是屏蔽層引出端子。

　　第二步：確定初級(jí)繞組。

　　對(duì)于降壓式電源變壓器，初級(jí)繞組的線徑較細(xì)，匝數(shù)也比次級(jí)繞組多。因此，像圖4這樣的降壓變壓器，其電阻最大的是初級(jí)繞組。

　　第三步：確定所有次級(jí)繞組的電壓。

　　在初級(jí)繞組上通過(guò)調(diào)壓器接入交流電，緩緩升壓直至220V。依次測(cè)量各繞組的空載電壓，標(biāo)注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長(zhǎng)時(shí)間不發(fā)熱，說(shuō)明變壓器性能基本完好，也進(jìn)一步驗(yàn)證了判定的初級(jí)繞組是正確的。

　　四、各次級(jí)繞組最大電流的確定

　　變壓器次級(jí)繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測(cè)得。測(cè)出直徑后，依據(jù)公式I=2D2，可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。

　　儀表測(cè)試運(yùn)行中的變壓機(jī)組會(huì)觸電嗎？

　　試電筆內(nèi)裝有一個(gè)2-3MΩ電阻和一個(gè)氖管；要使氖管點(diǎn)亮，必須滿足被測(cè)電壓高于氖管的啟輝電壓65VAC和通過(guò)氖管的電流大于2μA。

　　儀表隔離變壓器的初、次級(jí)繞組是兩個(gè)各自獨(dú)立的繞組，即初、次級(jí)繞組在物理上是互相隔離的，在初、次級(jí)繞組間還有一個(gè)屏蔽繞組。由于儀表用隔離變壓器的次級(jí)輸出電壓大多為低電壓，僅針對(duì)這類(lèi)隔離變壓器來(lái)討論。當(dāng)將儀表隔離變壓器的初級(jí)接至220VAC，但屏蔽層又不接地，如果次級(jí)繞組兩端浮空時(shí)，次級(jí)繞組對(duì)地是絕緣的，這時(shí)儀表隔離變壓器次級(jí)繞組對(duì)地有電壓，而屏蔽層又不接地時(shí)，用電筆測(cè)試會(huì)亮。這是什么原因呢？

　　圖1 隔離變壓器的分布電容

　　當(dāng)用試電筆檢測(cè)儀表隔離變壓器的次級(jí)繞組時(shí)，試電筆會(huì)不會(huì)發(fā)亮和檢測(cè)點(diǎn)的對(duì)地電位有關(guān)，而和次級(jí)繞組兩端的電壓無(wú)關(guān)。如圖1所示，當(dāng)初級(jí)繞組中靠近次級(jí)繞組的引出端接至電源的相線L時(shí)，對(duì)于不接地的次級(jí)繞組受到初級(jí)繞組的感應(yīng)，產(chǎn)生的對(duì)地感應(yīng)電壓Ue：

　　Ue電壓的大小與初、次級(jí)繞組的電容C1及次級(jí)繞組的對(duì)地電容C2有關(guān)。通常C2小于幾皮法，而C1大于100pF，所以Ue近似等于U1，即接近電源電壓。用試電筆檢測(cè)時(shí)的等效電路如圖2所示，如用等效發(fā)電機(jī)定理來(lái)分析，把次級(jí)繞組的對(duì)地看作為下個(gè)等效電源，其電勢(shì)e2=Ue=U1，其容抗C=C1+C2≈C1。若氖管啟輝后的電壓降為50V，C=2000pF左右，人體對(duì)地電容C3=200pF左右，人體電阻R1和試電筆內(nèi)電阻R的總和約為3MΩ，則計(jì)算可知通過(guò)氖管的電流約為50μA，會(huì)使氖管發(fā)亮。也可看出儀表隔離變壓器次級(jí)繞組對(duì)地感應(yīng)電壓是不會(huì)造成觸電事故的。

　　圖2 試電筆檢測(cè)時(shí)的等效電路

　　圖3中由于次級(jí)繞組接地，故次級(jí)繞組的對(duì)地感應(yīng)電壓是很低的，用試電筆檢測(cè)次級(jí)繞組的不接地端，由于其電壓小于氖管的啟輝電壓，因此不會(huì)發(fā)光。同理，如果圖1中的初級(jí)繞組接地，用試電筆檢測(cè)時(shí)也不會(huì)發(fā)光。對(duì)于儀表用的隔離變壓器，為了提高抗干擾性能，在變壓器的初、次級(jí)繞組中間繞有一層屏蔽層，屏蔽層要求接地，這時(shí)初級(jí)繞組的感應(yīng)電，通過(guò)初級(jí)繞組與屏蔽層的分布電容入地了，當(dāng)用試電筆檢測(cè)次級(jí)繞組時(shí)也不會(huì)發(fā)光。

　　圖3 隔離變壓器次級(jí)繞組接地電路