变压器基础知识

2、变压器的基本原理。 、变压器的基本原理。
U1
U2
这是一个简单的原理图，当一个正弦交流 这是一个简单的原理图， 电压U 加在初级线圈两端时， 电压 1加在初级线圈两端时，导线中就有交 变电流I 并产生交变磁通， 变电流 1并产生交变磁通，它沿着铁心穿过 初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路， 初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路，在次 级线圈中感应出互感电势U 。
环型变压器的发展 l930年冷轧硅钢带在压延方向上的磁特性得到 年冷轧硅钢带在压延方向上的磁特性得到 重大改善，晶粒取向性、硅钢带的工作磁通密度、 重大改善，晶粒取向性、硅钢带的工作磁通密度、 导磁率大大提高，损耗减少。遗憾的是， 导磁率大大提高，损耗减少。遗憾的是，这些优 点只有在磁通与晶粒方向一致的条件下， 点只有在磁通与晶粒方向一致的条件下，才能够 得到。对于叠片铁芯磁路的研究表明，大约有40 得到。对于叠片铁芯磁路的研究表明，大约有 铁芯与最优方向成90° 另外40％ ％铁芯与最优方向成 °；另外 ％做为磁通回 剩余的一小部分铁芯能够充分发挥潜能状态。 路，剩余的一小部分铁芯能够充分发挥潜能状态。 然而，在环型铁芯中， 然而，在环型铁芯中，磁通方向总与晶粒方向一 致，但当晶粒取向与磁通方向成90°时，GOSS 但当晶粒取向与磁通方向成 ° 的有效性比热轧硅钢带的性能还要差。 的有效性比热轧硅钢带的性能还要差。
四：变压器的安规 标准规格里， 在 VDE标准规格里 ， 对于变压器的 标准规格里 设计、 设计 、 制造与利用都有严格的规定 ， 以满足大多数其它国家的安全需 求，在UL 标准规格中，要求用在变 标准规格中， 压器结构中的所有材料必须有94V-2 压器结构中的所有材料必须有 或是更好的材料。
1、变压器的绝缘 、 变压器的绕线依照需求， 变压器的绕线依照需求，必须以绝缘做物理 上的分隔，在绕组线上的亮漆、 上的分隔，在绕组线上的亮漆、瓷漆或洋漆 涂料以及其它的金属组件， 涂料以及其它的金属组件，必须符合标准要 比如漆包线要求1PEW在经过 ％ 的拉 在经过20％ 求 ， 比如漆包线要求 在经过 伸后能承受3750V/0.5Ma/ 1秒的高压， 击穿 秒的高压， 伸后能承受 秒的高压 针孔每米不能多于6个 针孔每米不能多于 个。
变压器基础知识
主讲人： 主讲人：向寿勤
主要内容
1、变压器的基础知识。 、变压器的基础知识。 2、变压器的结构和材料特性。 、变压器的结构和材料特性。 3、变压器的主要功能和性能参数。 、变压器的主要功能和性能参数。 4、变压器相关安规要求（部份） 、变压器相关安规要求（部份）
变压器的基础知识： 一、变压器的基础知识： 1、变压器的发展 、 自法拉第发明感应线圈到现在已有170多 自法拉第发明感应线圈到现在已有 多 年历史， 真正有实用价值的变压器是1850 年历史 ， 真正有实用价值的变压器是 年德国技师鲁姆科尔夫制成， 年德国技师鲁姆科尔夫制成 ， 变压器经过 一百多年的发展与不断改进， 一百多年的发展与不断改进 ， 现已相当成 从感应线圈→低频变压器 低频变压器→高频变压 熟 。 从感应线圈 低频变压器 高频变压 高频变压器的频率越做越高， 器 ， 高频变压器的频率越做越高 ， 外形越 来越小， 来越小 ， 近几年更是趋向平面式和贴片式 发展。 传统低频变压器趋向于小型化、 发展 。 传统低频变压器趋向于小型化 、 节 能化发展。 能化发展。
（5）成品变压器（TRANSFORMER） ）成品变压器（ ）
（1）环形铁芯 （CORE）
（2）已包好聚脂薄膜 （POLYESTER TAYE）的铁芯
（3）已绕好初级线圈 （PRIMARY）的变压器
（4）初级绝缘
（5）安装温控保护器 （FUSE ）
（6）已绕好次级等最后 绝缘 LABEL
需灌注环氧树脂（EPOXY） EPOXY
（6）成品变压器
（1）环形镇流器铁芯
（2）气隙处已灌好 绝缘树脂A。B胶
（3）已绕好漆包线 （GW）的镇流器
（4）成品镇流器
变压器主要功能和参数： 三：变压器主要功能和参数： 变压器的用途广泛， 变压器的用途广泛，几乎所有的电子产品 都要用到变压器，比如我们身边的手机、 都要用到变压器，比如我们身边的手机、 电视机、日光灯、音响、功放， 电视机、日光灯、音响、功放，无一不用 到变压器，它的主要功能有电压变换、 到变压器，它的主要功能有电压变换、阻 抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器） 抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等 在大多数电子产品中， 。在大多数电子产品中，变压器起着举足 轻重的作用， 轻重的作用，变压器的好坏直接关系到终 端产品的质量，比如：功放、 端产品的质量，比如：功放、音箱变压器 在功放中相当于人的心脏， 在功放中相当于人的心脏，它的主要参数 只针对目前我们生产的产品） 有（只针对目前我们生产的产品）常规低
环型变压器的发展 1、 自米切尔·法拉第发明了变压器以来 法拉第发明了变压器以来， 自米切尔 法拉第发明了变压器以来，变压 器生产工艺和使用材料发生了重大改变。 器生产工艺和使用材料发生了重大改变。最初 由于线圈骨架上容易绕线， 由于线圈骨架上容易绕线，叠片变压器得到广 泛应用。但是由于叠片变压器的磁路有气隙， 泛应用。但是由于叠片变压器的磁路有气隙， 磁路的有效性不高。 型铁芯变压器虽然减小 磁路的有效性不高。C型铁芯变压器虽然减小 了气隙， 了气隙，并保留了线圈骨架上容易绕制线圈 的 优点，但是磁路中仍有气隙。 优点，但是磁路中仍有气隙。
2．变压器的结构：以图示说明 ．变压器的结构：
加强绝缘Biblioteka BaiduMARGIN TAPE）（防止漏电）
型变压器骨架（ （1）EI型变压器骨架（BOBBIN） ） 型变压器骨架 ）
（2） 已绕好初级和次级线圈的线苞 ）
（3）已包好胶带（TAPE） 的半成品线苞，
欧规双层绝缘 （4） 已插好铁芯（CORE）的变压器
环型变压器的发展 高速环型变压器绕线机的发明， 高速环型变压器绕线机的发明，使得有可能快 完整地把导线绕在封闭的环型铁芯上， 速、完整地把导线绕在封闭的环型铁芯上，因 而可以发挥无气隙铁芯的全部优点。 而可以发挥无气隙铁芯的全部优点。无气隙铁 芯变压器和同等容量的叠片变压器相比， 芯变压器和同等容量的叠片变压器相比，有体 积小、重量轻、漏磁小等优点。近年来， 积小、重量轻、漏磁小等优点。近年来，由于 劳动力成本急剧上升和绕线技术不断改进， 劳动力成本急剧上升和绕线技术不断改进，环 型变压器与叠片变压器的价差很小。目前， 型变压器与叠片变压器的价差很小。目前，与 叠片变压器和C型变压器相比 型变压器相比， ～ 叠片变压器和 型变压器相比，15～50VA的环 的环 型变压器价格较贵， ～ 型变压器价格较贵，200～500VA环型变压器的 环型变压器的 价格略低一些，500VA以上环型变压器的价格有 价格略低一些， 以上环型变压器的价格有 很大优势。然而，在许多应用中， 很大优势。然而，在许多应用中，环型变压器 的技术特性优势更重要。 的技术特性优势更重要。
环型变压器的发展 2、环型铁芯 、 环型铁芯由硅钢带缠绕而成， 环型铁芯由硅钢带缠绕而成，很象一个绕 紧的钟表发条， 紧的钟表发条，绕好后浸渍并封装于塑料壳 铁芯可以涂覆。 内，铁芯可以涂覆。 1990年，铁芯材料的最重大发明是：在低 年 铁芯材料的最重大发明是： 含碳量0． 热轧低碳钢中， 含碳量 ．04%热轧低碳钢中，渗入少量的硅， 热轧低碳钢中 渗入少量的硅， 形成合金，改善了热轧硅钢带的性能。 形成合金，改善了热轧硅钢带的性能。新材 料虽克服了磁性退化问题， 料虽克服了磁性退化问题，但导磁率和延展 性下降，冲压和成型困难。 性下降，冲压和成型困难。
二、变压器结构和材料特性 1、变压器的材料 、 用于变压器的材料有铁芯（ ）（环型 用于变压器的材料有铁芯（CORE）（环型 ）（ 型等等） 、C型、R型、异型、EI型等等）漆包铜线（ 型 型 异型、 型等等 漆包铜线（ GW）有（1UEW、2UEW、1PEW、2PEW等 ） 、 、 、 等 ），绝缘胶带 有聚脂薄膜、唛拉胶带、 绝缘胶带（ ），绝缘胶带（有聚脂薄膜、唛拉胶带、电工 胶带），电子线（ ），电子线 ）（有双层绝缘线 胶带），电子线（LW）（有双层绝缘线 ）（有双层绝缘线1672、 、 1617，单层 套管（ ）（有热 ，单层1015等），套管（TUBE）（有热 等），套管 ）（ 缩套管，矽质套管，硅胶套管等）， ），温控保护 缩套管，矽质套管，硅胶套管等），温控保护 温度保险丝（ ），保险管 器，温度保险丝（FUSE），保险管（T。 ），保险管（ 。 FUSE）等，凡立水，天那水（表面），环氧树 凡立水，天那水（表面）， ），环氧树 ） ）（灌封用 脂（EPOXY）（灌封用）等。 ）（灌封用）
2
3、变压器的损耗 、 当变压器的初级通电后， 当变压器的初级通电后，线圈所产生的磁通在 铁心流动，因为铁心本身也是导体， 铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁 力线的平面上就会感应电势， 力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的 断面上形成闭合回路并产生电流， 断面上形成闭合回路并产生电流，好像一个旋涡 所以称为“涡流” 这个“涡流” 所以称为“涡流”，这个“涡流”使变压器损耗 增加，并且使铁心发热温升增加， 增加，并且使铁心发热温升增加，由涡流所生产 的损耗称为“铁损” 的损耗称为“铁损”，另外绕制变压器所用的导 一般是用漆包铜线（也有用铝线） 线，一般是用漆包铜线（也有用铝线），导线存 在电阻，电流通过电阻会消耗一定的功率， 在电阻，电流通过电阻会消耗一定的功率，这部 分损耗变成热量而消耗，称为铜耗。 分损耗变成热量而消耗，称为铜耗。所以变压器 温升主要由铜损和铁损产生的， 温升主要由铜损和铁损产生的，因此变压器的输 出功率永远小于输入功率，效率与P 出功率永远小于输入功率 ， 效率与 1、 P2 之关系 为η=P2/P1。 。
6、变压器温度额定值 、 标准中规定， 在 VDE标准中规定 ， 正常操作下对特定的绝缘 标准中规定 等级而言， 等级而言，最大的稳定化温度必须不超过绝缘等 级温度。绝缘等级分为七个等级： 级温度。绝缘等级分为七个等级：
Y A E B F H C
90℃
105℃
120℃
130℃
150℃
180℃
180℃以上
变压器主要功能和参数： 三：变压器主要功能和参数： 频 有 ： 输 入 电 压 （ INPUT VOLTAGE ） ） 、 频 率 （ HZ ） 、 电 流 （ A） 、 空载电流 （ UNLOAD） 、 输出 ） 空载电流（ ） 电压（ 电压 （ OUTPUT VOLTAGE） 、 输出电 ） 功率（ 流、功率（POWER）、满载电流、耐高 ） 满载电流、 压（HI-POT TEST）、温升、寿命、外 ） 温升、寿命、 形尺寸， 镇流器有： 输入电压频率、 形尺寸 ， 镇流器有 ： 输入电压频率 、 电 最低启动电压、最大（ 流 、 最低启动电压 、 最大 （ MAX）启动 ） 电流、 功率因数（ 电流 、 功率因数 （ POWER FACTOR） ） 等。
4、变压器沿面与间隙距离 、 绕组之间，绕组与端点，金属板、 绕组之间，绕组与端点，金属板、铁心框架 绕组通过引线间，端点之间、端点---铁心 ，绕组通过引线间，端点之间、端点 铁心 与框架之间必须满足标准， 与框架之间必须满足标准 ， VDE为 3MM， 为 ， UL较高 较高4-6MM。 。 较高 5、变压器水阻 、 在高湿度91-95％ 的情况下 ， 湿度在 在高湿度 ％ 的情况下， 湿度在20-30℃ ℃ 之间，变压器须保持绝缘阻抗及介电强度。 之间，变压器须保持绝缘阻抗及介电强度。
2、变压器的电介值强度 、 当使用复合层的绝缘厚度时， 当使用复合层的绝缘厚度时 ， 任何两层之间 必须能够承受电介质强度， 必须能够承受电介质强度 ， 测试时绝缘层接 触在一起且测试电位加于外部表面（ 触在一起且测试电位加于外部表面 （ 一般为 3750V 0.5MA 60秒）。 秒 3、变压器的绝缘电阻 、 绝缘用于变压器的结构中必须在绕组之间， 绝缘用于变压器的结构中必须在绕组之间 ， 以及在绕组与铁心和框架金属之间必须有 10M 殴 的 最 小 电 阻 值 ， 并 在 1 分 钟 内 提 供 500Vac的电压。 的电压。 的电压