單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理是什么
單相變壓器是一種接受單相交流電并輸出單相交流電的電氣設(shè)備,主要用于非城市地區(qū)的配電,因?yàn)樗婕暗目傮w需求和成本低于三相配電變壓器。它們用作降壓變壓器,在不改變頻率的情況下將家庭電壓降低到合適的值。因此,單相變壓器通常用于為住宅中的電子設(shè)備供電。
單相變壓器的概念
單相變壓器是將磁能轉(zhuǎn)換為電能的裝置,它由稱為初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的兩個(gè)電氣線圈組成。變壓器的初級(jí)繞組接收功率,而次級(jí)繞組提供功率,稱為“核心”的磁鐵電路通常用于纏繞這些線圈。雖然這兩個(gè)線圈是電氣隔離的,但它們是磁性連接的。
當(dāng)電流通過變壓器的初級(jí)時(shí),會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),從而在變壓器的次級(jí)上感應(yīng)出電壓。根據(jù)應(yīng)用類型,單相變壓器用于升壓或降壓輸出電壓。這種變壓器通常是一種高效率、低損耗的電力變壓器。單相變壓器圖如下所示。
單相變壓器工作原理
單相變壓器的工作原理是法拉第電磁感應(yīng)定律。通常,初級(jí)繞組和次級(jí)繞組之間的互感是電力變壓器中變壓器運(yùn)行的原因。
眾所周知,變壓器是一種靜態(tài)設(shè)備,可將一個(gè)電路中的電力傳輸?shù)搅硪粋€(gè)相同頻率的電路。當(dāng)變壓器的初級(jí)連接到交流電源時(shí),電流在線圈中流動(dòng)并形成磁場(chǎng)。這種情況稱為互感,電流的流動(dòng)符合法拉第電磁感應(yīng)定律。隨著電流從零增加到最大值,磁場(chǎng)增強(qiáng),由d?/dt給出。
該電磁體形成磁力線并從線圈向外擴(kuò)展,形成磁通路徑,兩個(gè)繞組的匝數(shù)都由該磁通量連接起來。鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)度取決于繞組的匝數(shù)和電流量。磁通量和電流彼此成正比。
單相變壓器的構(gòu)造
一個(gè)簡(jiǎn)單的單相變壓器,每個(gè)繞組分別圓柱形纏繞在軟鐵臂上,以提供必要的磁路,通常稱為“變壓器鐵芯”。它為磁場(chǎng)流動(dòng)提供了一條路徑,以在兩個(gè)繞組之間感應(yīng)電壓。
根據(jù)繞組圍繞中央鋼疊片芯的纏繞方式,變壓器結(jié)構(gòu)分為類型鐵芯式變壓器和殼型變壓器。
1、鐵芯式變壓器
在這種類型的結(jié)構(gòu)中,只有一半的繞組圓柱形纏繞在變壓器的每條腿上,以增強(qiáng)磁耦合,如下圖所示。這種類型的結(jié)構(gòu)確保磁力線同時(shí)流過兩個(gè)繞組,鐵芯式變壓器的主要缺點(diǎn)是由于一小部分磁力線在鐵芯外流動(dòng)而產(chǎn)生漏磁通。
2、殼型變壓器
在這種類型的變壓器結(jié)構(gòu)中,初級(jí)和次級(jí)繞組呈圓柱形放置在中心臂上,導(dǎo)致橫截面積是外臂的兩倍。這種結(jié)構(gòu)有兩條閉合磁路,外肢有磁通量?/2流動(dòng)。殼式變壓器克服了漏磁通,降低了鐵芯損耗,提高了效率。
單相變壓器主要應(yīng)用
單相變壓器的應(yīng)用范圍比較廣泛,下面簡(jiǎn)單列舉幾個(gè)方面:
降低長(zhǎng)距離信號(hào)以支持住宅和輕型商業(yè)電子設(shè)備
在電視機(jī)中用于電壓調(diào)節(jié)
提高家用逆變器的功率
為非城市地區(qū)供電
將兩個(gè)電路電氣隔離,因?yàn)槌跫?jí)和次級(jí)彼此遠(yuǎn)離
單相是指產(chǎn)生或使用單一交流電壓的單相系統(tǒng)或電路,而單相變壓器是一種接受單相交流電并輸出單相交流電的電氣設(shè)備,主要工作原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)和互感應(yīng)定律。
單相變壓器適用于較輕的電氣設(shè)備,在電視機(jī)中用于電壓調(diào)節(jié)以及提高家用逆變器的功率,而且向非城市地區(qū)供電更便宜也更加受歡迎。
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