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變壓器的損耗包括兩方面

發(fā)布時間:2011/9/28 15:38:58 訪問次數(shù):7788

    變壓器工作要輸入電功率,并產(chǎn)生輸出電功率。變壓器輸入功率后,先通過初級繞組將輸入電能轉化成磁能,然后又通過次級繞組將磁能轉化為電能,取得輸出功率。
    變壓器在從初級繞組向次級繞組傳輸功率的過程中,總要產(chǎn)生一定的損耗,損耗功率用Ps表示。變壓器的損耗主要有銅損和鐵損兩部分。  ADP1610ARMZ-R7
    (1)銅損是指變壓器繞組電阻所引起的損耗。變壓器初、次級繞組都存在著電阻,當繞組導通電流時,導線電阻就要產(chǎn)生熱量并散發(fā)到空氣中,并將一部分電能轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗掉,由于這部分電能是損耗在繞組銅質上的,所以稱為銅損。可見,銅損在變壓器初、次級繞組上都存在。
    (2)變壓器的鐵損包括兩個方面:一方面是磁滯損耗;另一方面是渦流損耗。
    1.變壓器的磁滯損耗
    有交流電流通過變壓器初級繞組時,會產(chǎn)生感應磁場,磁力線便通過變壓器鐵芯。磁場的強弱和方向隨交流電流時刻改變,使鐵芯內部分子相互摩擦,產(chǎn)生熱量,最終由鐵芯傳遞散發(fā)到空氣中,從而損耗電能。從能量損耗角度講,這種損耗稱為變壓器的磁滯損耗。
    為了減少磁滯損耗,常在普通鋼中滲入2%~4%的硅,再用硅鋼片制成變壓器鐵芯,使鐵芯分子的電阻大大增加,極大地限制鐵蒼內部分子之間的相互摩擦,控制熱量的產(chǎn)生,從而限制磁滯損耗造成的能量損耗。另外,還可用坡莫合金等材料來制作變壓器的鐵芯,也可以減少變壓器的磁滯損耗。在普通鋼中滲入2%~4%的硅后,電能損耗便降為普通鋼的20%~25%。

    2.變壓器的渦流損耗
    渦流損耗是變壓器的另一種損耗,以圖4-8所示來說明。可把圖中線圈當做電源變壓器的初級繞組,給繞組加220V電壓后,繞組就導通電流產(chǎn)生感應磁場。圖4-8所示是某一瞬間的磁場方向。  

                                     

    線圈產(chǎn)生磁場是電生磁的過程。繞組產(chǎn)生磁場后又要產(chǎn)生感應流,這是磁電生的過程。但感應電流的條件是磁場必須穿過閉合的導線,下面結合圖4-8中圓鐵體軸心線上端的一條磁感線來分析鐵芯中是怎樣形成磁場的閉合導線。
    這條磁感線處在圓形鐵體軸心線上,被周圍鐵體包圍著,由于鐵體本身就是導體,便形成許多閉合導線包圍著磁感線,換一種方 
式講,就是磁感線穿過了許多閉合線圈,相當于變壓器次級。這樣必然在這些線圈上產(chǎn)生感應電流,電流形如旋渦狀,稱為渦電流,簡稱渦流。渦流的方向可用楞次定律來判斷。
    可想而知,線圈磁場的磁感線有無數(shù)條,整塊鐵芯的線圈也有無數(shù)條,因而累計的渦電流就根大,就要在鐵芯上產(chǎn)生大量熱,通過鐵體傳遞散發(fā)到空氣中,損耗電能。因為此損耗是渦流產(chǎn)生的,所以稱為渦流損耗。另外,高溫傳給線圈的絕緣漆層,最終會燒毀漆層使變壓器繞組短路?梢,渦流有極大的危害。
    為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯不用整塊的鐵體,而是采用0.35~0.5mm厚的硅鋼片做成疊層鐵芯。同時在硅鋼片的外表覆以絕緣漆,使疊層之間彼此絕緣,以切斷渦流。采用這些措施后,渦流就大大減小,加之硅鋼片較薄,使渦流回路變窄,電阻增大,最終使得變壓器鐵芯中的渦流損耗大為降低。

 

 

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    變壓器工作要輸入電功率,并產(chǎn)生輸出電功率。變壓器輸入功率后,先通過初級繞組將輸入電能轉化成磁能,然后又通過次級繞組將磁能轉化為電能,取得輸出功率。
    變壓器在從初級繞組向次級繞組傳輸功率的過程中,總要產(chǎn)生一定的損耗,損耗功率用Ps表示。變壓器的損耗主要有銅損和鐵損兩部分。  ADP1610ARMZ-R7
    (1)銅損是指變壓器繞組電阻所引起的損耗。變壓器初、次級繞組都存在著電阻,當繞組導通電流時,導線電阻就要產(chǎn)生熱量并散發(fā)到空氣中,并將一部分電能轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗掉,由于這部分電能是損耗在繞組銅質上的,所以稱為銅損?梢,銅損在變壓器初、次級繞組上都存在。
    (2)變壓器的鐵損包括兩個方面:一方面是磁滯損耗;另一方面是渦流損耗。
    1.變壓器的磁滯損耗
    有交流電流通過變壓器初級繞組時,會產(chǎn)生感應磁場,磁力線便通過變壓器鐵芯。磁場的強弱和方向隨交流電流時刻改變,使鐵芯內部分子相互摩擦,產(chǎn)生熱量,最終由鐵芯傳遞散發(fā)到空氣中,從而損耗電能。從能量損耗角度講,這種損耗稱為變壓器的磁滯損耗。
    為了減少磁滯損耗,常在普通鋼中滲入2%~4%的硅,再用硅鋼片制成變壓器鐵芯,使鐵芯分子的電阻大大增加,極大地限制鐵蒼內部分子之間的相互摩擦,控制熱量的產(chǎn)生,從而限制磁滯損耗造成的能量損耗。另外,還可用坡莫合金等材料來制作變壓器的鐵芯,也可以減少變壓器的磁滯損耗。在普通鋼中滲入2%~4%的硅后,電能損耗便降為普通鋼的20%~25%。

    2.變壓器的渦流損耗
    渦流損耗是變壓器的另一種損耗,以圖4-8所示來說明?砂褕D中線圈當做電源變壓器的初級繞組,給繞組加220V電壓后,繞組就導通電流產(chǎn)生感應磁場。圖4-8所示是某一瞬間的磁場方向。  

                                     

    線圈產(chǎn)生磁場是電生磁的過程。繞組產(chǎn)生磁場后又要產(chǎn)生感應流,這是磁電生的過程。但感應電流的條件是磁場必須穿過閉合的導線,下面結合圖4-8中圓鐵體軸心線上端的一條磁感線來分析鐵芯中是怎樣形成磁場的閉合導線。
    這條磁感線處在圓形鐵體軸心線上,被周圍鐵體包圍著,由于鐵體本身就是導體,便形成許多閉合導線包圍著磁感線,換一種方 
式講,就是磁感線穿過了許多閉合線圈,相當于變壓器次級。這樣必然在這些線圈上產(chǎn)生感應電流,電流形如旋渦狀,稱為渦電流,簡稱渦流。渦流的方向可用楞次定律來判斷。
    可想而知,線圈磁場的磁感線有無數(shù)條,整塊鐵芯的線圈也有無數(shù)條,因而累計的渦電流就根大,就要在鐵芯上產(chǎn)生大量熱,通過鐵體傳遞散發(fā)到空氣中,損耗電能。因為此損耗是渦流產(chǎn)生的,所以稱為渦流損耗。另外,高溫傳給線圈的絕緣漆層,最終會燒毀漆層使變壓器繞組短路?梢,渦流有極大的危害。
    為了減小渦流損耗,變壓器的鐵芯不用整塊的鐵體,而是采用0.35~0.5mm厚的硅鋼片做成疊層鐵芯。同時在硅鋼片的外表覆以絕緣漆,使疊層之間彼此絕緣,以切斷渦流。采用這些措施后,渦流就大大減小,加之硅鋼片較薄,使渦流回路變窄,電阻增大,最終使得變壓器鐵芯中的渦流損耗大為降低。

 

 

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