電源變壓器
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電源變壓器的功能是功率傳送、電壓變換和絕緣隔離，作為一種主要的軟磁電磁元件，在電源技術(shù)中和電力電子技術(shù)中得到廣泛的應用
幾乎在所有的電子產(chǎn)品中都要用到，它原理簡(jiǎn)單但根據不同的使用場(chǎng)合（不同的用途）變壓器的繞制工藝會(huì )有所不同的要求。變壓器的功能主要有：電壓變換；阻抗變換；隔離；穩壓（磁飽和變壓器）等，變壓器常用的鐵芯形狀一般有E型和C型鐵芯。
1.變壓器 ---- 靜止的電磁裝置
變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能
電壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。
變壓器原理
與電源相連的線(xiàn)圈，接收交流電能，稱(chēng)為一次繞組，也稱(chēng)初級繞組。
與負載相連的線(xiàn)圈，送出交流電能，稱(chēng)為二次繞組，也稱(chēng)次級繞組。
一次繞組的 二次繞組的
電壓相量 U1 電壓相量 U2
電流相量 I1 電流相量 I2
電動(dòng)勢相量 E1 電動(dòng)勢相量 E2
匝數 N1 匝數 N2
2.理想變壓器
不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，
其間耦合系數K=1 的變壓器稱(chēng)之為理想變壓器
描述理想變壓器的電動(dòng)勢平衡方程式為
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
若一次、二次繞組的電壓、電動(dòng)勢的瞬時(shí)值均按正弦規律變化，
則有
不計鐵心損失，根據能量守恒原理可得
由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系
令 K=N1/N2，稱(chēng)為匝比（亦稱(chēng)電壓比），則
變壓器的結構簡(jiǎn)介
1.鐵心
鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 \0.3\0.27 mm，
表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝或繞制而成
鐵心分為鐵心柱和橫片倆部分，鐵心柱套有繞組；橫片是閉合磁路之用
鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種
2.繞組
繞組是變壓器的電路部分，
它是用雙絲包（紙包）絕緣扁線(xiàn)或漆包圓線(xiàn)繞成
變壓器的基本原理是電磁感應原理，現以單相雙繞組變壓器為
例說(shuō)明其基本工作原理:當一次側繞組上加上電壓ú1時(shí)，流過(guò)電流í1，在鐵芯中就產(chǎn)生交變磁
通?1，這些磁通稱(chēng)為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢é1，é2，感應電
勢公式為：E=4.44fN?m
式中：E--感應電勢有效值
f--頻率
N--匝數
?m--主磁通最大值
由于二次繞組與一次繞組匝數不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內阻抗壓降后，電壓ú1和ú2大小也就不同。
當變壓器二次側空載時(shí)，一次側僅流過(guò)主磁通的電流（í0），這個(gè)電流稱(chēng)為激磁電流。
當二次側加負載流過(guò)負載電流í2時(shí)，也在鐵芯中產(chǎn)生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時(shí)，主磁通是不變的，一次側就要流過(guò)兩部
分電流，一部分為激磁電流í0，一部分為用來(lái)平衡í2，所以這部分電流隨著(zhù)í2變化
而變化。當電流乘以匝數時(shí)，就是磁勢。
上述的平衡作用實(shí)質(zhì)上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過(guò)磁勢平衡作用實(shí)現了一、二次側的能量傳遞。
變壓器技術(shù)參數 對不同類(lèi)型的變壓器都有相應的技術(shù)要求，可用相應的技術(shù)參數表示.如電源變壓器的主要技述參數有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調整率、絕緣性能和防潮性能，對于一般低頻變壓器的主要技述參數是：變壓比、頻率特性、非線(xiàn)性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等.
A.電壓比：
變壓器兩組線(xiàn)圈圈數分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級.在初級線(xiàn)圈上加一交流電壓，在次級線(xiàn)圈兩端就會(huì )產(chǎn)生
感應電動(dòng)勢.當N2>N1時(shí)，其感應電動(dòng)勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱(chēng)為升壓變壓器：當N2N2，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=(P2÷P1)x100%式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率.
當變壓器的輸出功率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(xiàn)圈電阻所引起的損耗.當電流通過(guò)線(xiàn)圈電阻發(fā)熱時(shí)，一部分電能就轉變?yōu)闊崮芏鴵p耗.由于線(xiàn)圈一般都由帶絕緣的銅線(xiàn)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(xiàn)其方向和大小隨之變
化，使得硅鋼片內部分子相互摩擦，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，當變壓器工作時(shí).鐵芯中有磁力線(xiàn)穿過(guò)，在與磁力線(xiàn)垂
直的平面上就會(huì )產(chǎn)生感應電流，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.
C變壓器的功率
變壓器鐵心磁通和施加的電壓有關(guān)。在電流中勵磁電流不會(huì )隨著(zhù)負載的增加而增加。雖然負載增加鐵心不會(huì )飽和，將使線(xiàn)圈
的電阻損耗增加，超過(guò)額定容量由于線(xiàn)圈產(chǎn)生的熱量不能及時(shí)的散出，線(xiàn)圈會(huì )損壞，假如你用的線(xiàn)圈是由超導材料組成，電流增大不會(huì )引起發(fā)熱，但變壓器內部還有
漏磁引起的阻抗，但電流增大，輸出電壓會(huì )下降，電流越大，輸出電壓越低，所以變壓器輸出功率不可能是無(wú)限的。假如你又說(shuō)了，變壓器沒(méi)有阻抗，那么當變壓器
流過(guò)電流時(shí)會(huì )產(chǎn)生特別大電動(dòng)力，很容易使變壓器線(xiàn)圈損壞，雖然你有了一臺功率無(wú)限的變壓器但不能用。只能這樣說(shuō)，隨著(zhù)超導材料和鐵心材料的發(fā)展，相同體積
或重量的變壓器輸出功率會(huì )增大，但不是無(wú)限大！
參數
電源變壓器標稱(chēng)功率、電壓、電流等參數的標記，日久會(huì )脫落或消失。有的市售變壓器根本不標注任何參數。這給使用帶來(lái)極大不便。下面介紹無(wú)標記電源變壓器參數的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價(jià)值。
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形殼式結構，或是E形芯式結構（包括C形結構），均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面（矩形）面積。在測得鐵芯截面積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)際標稱(chēng)功率是30W。
三、各繞組電壓的測量
要使一個(gè)沒(méi)有標記的電源變壓器利用起來(lái)，找出初級的繞阻，并區分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務(wù)?，F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(xiàn)端子。試判斷各繞組電壓。
第一步：分清繞組的組數，畫(huà)出電路圖。
用萬(wàn)用表R×1擋測量，凡相通的端子即為一個(gè)繞組?，F測得：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。照上述測量結果，畫(huà)出電路圖，并編號。
從測量可知，該變壓器有4個(gè)繞組，其中標號⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組，⑩號端子與任一繞組均不相通，是屏蔽層引出端子。
第二步：確定初級繞組。
對于降壓式電源變壓器，初級繞組的線(xiàn)徑較細，匝數也比次級繞組多。因此，像圖4這樣的降壓變壓器，其電阻最大的是初級繞組。
第三步：確定所有次級繞組的電壓。
在初級繞組上通過(guò)調壓器接入交流電，緩緩升壓直至220V。依次測量各繞組的空載電壓，標注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長(cháng)時(shí)間不發(fā)熱，說(shuō)明變壓器性能基本完好，也進(jìn)一步驗證了判定的初級繞組是正確的。
四、各次級繞組最大電流的確定
變壓器次級繞組輸出電流取決于該繞組漆包線(xiàn)的直徑D。漆包線(xiàn)的直徑可從引線(xiàn)端子處直接測得。測出直徑后，依據公式I=2D2，可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。
串并聯(lián)
電源變壓器與一般的器件一樣，應急工作時(shí)可以將其多個(gè)變壓器在一定條件下進(jìn)行串并聯(lián)使用，如市售的電源變壓器是完全可以滿(mǎn)足要求。變壓器功率滿(mǎn)足要求時(shí)，而沒(méi)有合適的電壓，可以將兩個(gè)或多個(gè)變壓器串聯(lián)使用。
1.電源變壓器的初級串聯(lián)
在變壓器計算式中有一個(gè)常數N稱(chēng)為匝數比，它是初級匝數與次級匝數之比，初次級電壓比關(guān)系為N，而初次級電流比關(guān)系
為1/N。例如：兩個(gè)初級為220V，次級為18V的變壓器，N為13，如果將兩個(gè)變壓器的初級串聯(lián)，則在單個(gè)次級上輸出電壓將降到9V以下。而這種情況
是在單個(gè)變壓器的次級電壓高于成倍用電器電源使用情況下，可以將兩個(gè)或多個(gè)變壓器初級串聯(lián)使用。而如再將兩個(gè)次級串聯(lián)就沒(méi)有多大使用價(jià)值了。在此情況下，
只要保證單個(gè)變壓器的功率要求，則次級輸出電壓不一定相同，它的輸出電壓計算為：V單=(V1次+V2次+……Vn次)/Vn。
2．電源變壓器的次級串聯(lián)電源變壓器的次級串聯(lián)是在單個(gè)功率滿(mǎn)足情況下，而次級輸出電壓不滿(mǎn)足時(shí)將兩個(gè)或多個(gè)變壓器
的組合。如兩個(gè)變壓器的初級輸入為220V，次級輸出為18V時(shí)，如要給負載供33V電壓，則可以將兩個(gè)變壓器的次級串聯(lián)起來(lái)應用。電源變壓器的次級串聯(lián)
也是很容易的，不同的次級輸出只要保證單個(gè)變壓器功率的條件下也是可以將其次級串聯(lián)應用的。在理想狀況下多個(gè)變壓器的初級輸入電壓相同時(shí)，總輸出計算式
為：V總=V初單/(V1次+V2次+……Vn次)。
3.變壓器的初級并聯(lián)
這種情況是我們生活中常見(jiàn)的實(shí)例，多個(gè)不同供電的老式彩電中的遙控變壓器和主變壓器(電源開(kāi)關(guān)變壓器)均屬于變壓器初級的并聯(lián)。[1]
4. 變壓器的次級并聯(lián)
電源變壓器的次級并聯(lián)是在單個(gè)變壓器次級輸出電壓相同而單個(gè)功率不能滿(mǎn)足的情況下的應用。其應用是將多個(gè)變壓器的次級電流疊加，以滿(mǎn)足負載的功率需要。電源變壓器的次級并聯(lián)，可使輸出功率為多個(gè)變壓器功率之和。
電源變壓器的串聯(lián)應用時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：
(1)電源變壓器在串并聯(lián)時(shí)要注意變壓器的同名端，串聯(lián)應用時(shí)要順串而不能反串：
(2)以上計算只是理想算法，而實(shí)際上在它們串并聯(lián)后的單個(gè)變壓器損耗是非常大的。每個(gè)電源變壓器的次級輸出電壓會(huì )比上式計算結果低的。
(3)不同次級輸出，次級串聯(lián)應用時(shí)，可以是次級直接串聯(lián)，也可以在穩壓后再串聯(lián)。
(4)電源電路中的共地是必須的。只有在一個(gè)參考點(diǎn)的條件下才能進(jìn)行電位比較和電壓計算。
種類(lèi)及特點(diǎn)
一般常用電源變壓器的分類(lèi)可歸納如下：
(1)按相數分：
(1)單相電源變壓器：用于單相負荷和三相電源變壓器組。
(2)三相電源變壓器：用于三相系統的升、降電壓。
(2)按冷卻方式分：
(1)干式電源變壓器：依靠空氣對流進(jìn)行冷卻，一般用于局部照明、電子線(xiàn)路等小容量電源變壓器。
(2)油浸式電源變壓器：依靠油作冷卻介質(zhì)、如油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)等。
(3)按用途分：
(1)電力變壓器：用于輸配電系統的升、降電壓。
(2)儀用變壓器：如電壓互感器、電流互感器、用于測量?jì)x表和繼電保護裝置。
(3)試驗變壓器：能產(chǎn)生高壓，對電氣設備進(jìn)行高壓試驗。
(4)特種變壓器：如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器等。
(4)按繞組形式分：
(1)雙繞組變壓器：用于連接電力系統中的兩個(gè)電壓等級。
(2)三繞組變壓器：一般用于電力系統區域變電站中，連接三個(gè)電壓等級。
(3)自耦變電器：用于連接不同電壓的電力系統。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。
(5)按鐵芯形式分：
(1)芯式變壓器：用于高壓的電力變壓器。
（2）非晶合金變壓器：非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料，空載電流下降約80%，是節能效果較理想的配電變 壓器，特別適用于農村電網(wǎng)和發(fā)展中地區等負載率較低的地方。
(3)殼式變壓器：用于大電流的特殊變壓器，如電爐變壓器、電焊變壓器；或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。
工作原理
1[2]是輸出和輸入共用一組線(xiàn)圈的特殊變壓器.升壓和降壓用不同的抽頭來(lái)實(shí)現.比共用線(xiàn)圈少的部分抽頭電壓就降低.比共用線(xiàn)圈多的部分抽頭電壓就升高.
2其實(shí)原理和普通變壓器一樣的，只不過(guò)他的原線(xiàn)圈就是它的副線(xiàn)圈```一般的變壓器是左邊一個(gè)原線(xiàn)圈通過(guò)電磁感應，使右邊的副線(xiàn)圈產(chǎn)生電壓，自耦變壓器是自己影響自己。
3自耦變壓器是只有一個(gè)繞組的變壓器，當作為降壓變壓器使用時(shí)，從繞組中抽出一部分線(xiàn)匝作為二次繞組；當作為升壓變
壓器使用時(shí)，外施電壓只加在繞組的—部分線(xiàn)匝上。通常把同時(shí)屬于一次和二次的那部分繞組稱(chēng)為公共繞組，自耦變壓器的其余部分稱(chēng)為串聯(lián)繞組，同容量的自藕變
壓器與普通變壓器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且變壓器容量越大，電壓越高．這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。因此隨著(zhù)電力系統的發(fā)展、電壓等級的提高和輸送容量
的增大，自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價(jià)低而得到廣泛應用.
由電磁感應的原理可知,變壓器并不要有分開(kāi)的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線(xiàn)圈也能達到變換電壓的目的.在圖1中,當變壓器原繞組W1接入交流電源U1時(shí),變壓器原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在變壓器原繞組1,2,變壓器副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數.在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯(lián),自行偶合的變壓器就叫自藕變壓器,又叫單圈變壓器.
普通變壓器的原,副繞組是互相絕緣的,只用磁的聯(lián)系而沒(méi)有電的聯(lián)系,依線(xiàn)圈組數的不同,這種變壓器又可分為雙圈變壓
器或多圈變壓器.由電磁感應的原理可知,并不要有分開(kāi)的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線(xiàn)圈也能達到變換電壓的目的.在圖1中,當原繞組W1接入交流電源U1
時(shí),原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在原繞組1,2,,副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數.在U1不變的下,變更W1和W2的比例,
就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯(lián),自行偶合的變壓器稱(chēng)為自耦變壓器,又叫單圈變壓器.
自耦變壓器中的電壓,電流和匝數的關(guān)系和變壓器,既:U1/U2=W1/W2=I2/I1=K
自耦變壓器最大特點(diǎn)是,副繞組是原繞組的一部分(如圖1的自耦降壓變壓器),或原繞組是副繞組的一部分(如圖2的自耦升壓變壓器).
自藕變壓器原,副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的.
在忽略變壓器的激磁電流和損耗的下,可如下關(guān)系式
降壓:I2=I1+I,I=I2-I1
升壓:I2=I1-I,I=I1-I2
P1=U1I1,P2=U2I2
式中:
I1是原繞組電流,I2是副繞組電流
U1是原繞組電壓,U2是副繞組電壓
P1是原繞組功率,P2是副繞組功率
功能
電源變壓器的最基本型式，包括兩組繞有導線(xiàn)之線(xiàn)圈，并且彼此以電感方式稱(chēng)合一起。當一交流電流(具有某一已知頻率)流于其中之一組線(xiàn)圈時(shí)，于另一組線(xiàn)圈中將感應出具有相同頻率之交流電壓，而感應的電壓大小取決于兩線(xiàn)圈耦合及磁交鏈之程度。
一般指連接交流電源的線(xiàn)圈稱(chēng)之為「一次線(xiàn)圈」(Primary
coil);而跨于此線(xiàn)圈的電壓稱(chēng)之為「一次電壓.」。在二次線(xiàn)圈的感應電壓可能大于或小于一次電壓，是由一次線(xiàn)圈與二次線(xiàn)圈問(wèn)的「匝數比」所決定的。因
此，電源變壓器區分為升壓與降壓變壓器兩種。
大部份的電源變壓器均有固定的鐵芯，其上繞有一次與二次的線(xiàn)圈?；阼F材的高導磁性，大部份磁通量局限在鐵芯里，因此，兩組線(xiàn)圈藉此可以獲得相當高程度之
磁耦合。在一些變壓器中，線(xiàn)圈與鐵芯二者間緊密地結合，其一次與二次電壓的比值幾乎與二者之線(xiàn)圈匝數比相同。因此，變壓器之匝數比，一般可作為變壓器升壓
或降壓的參考指標。由于此項升壓與降壓的功能，使得變壓器已成為現代化電力系統之一重要附屬物，提升輸電電壓使得長(cháng)途輸送電力更為經(jīng)濟，至于降壓變壓器，
它使得電力運用方面更加多元化，吾人可以如是說(shuō)，倘無(wú)變壓器，則工業(yè)實(shí)無(wú)法達到發(fā)展的現況。
電源變壓器除了體積較小外，在電力變壓器與電子變壓器二者之間，并沒(méi)有明確的分界線(xiàn)。一般提供60Hz電力網(wǎng)絡(luò )之電
源均非常龐大，它可能是涵蓋有半個(gè)洲地區那般大的容量。電子裝置的電力限制，通常受限于整流、放大，與系統其它組件的能力，其中有些部份屬放大電力者，但
如與電力系統發(fā)電能力相比較，它仍然歸屬于小電力之范圍。
各種電子裝備常用到變壓器，理由是：提供各種電壓階層確保系統正常操作;提供系統中以不同電位操作部份得以電氣隔
離;對交流電流提供高阻抗，但對直流則提供低的阻抗;在不同的電位下，維持或修飾波形與頻率響應?！缸杩埂蛊渲兄豁椫匾拍?，亦即電子學(xué)特性之一，其乃
預設一種設備，即當電路組件阻抗系從一階層改變到另外的一個(gè)階層時(shí)，其間即使用到一種設備-變壓器。
變壓器---利用電磁感應原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器是電能傳遞或作為信號傳輸的重要元件
1.電源變壓器 ---- 靜止的電磁裝置
電源變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能
電源變壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。
電源變壓器原理
與電源相連的線(xiàn)圈，接收交流電能，稱(chēng)為一次繞組
與負載相連的線(xiàn)圈，送出交流電能，稱(chēng)為二次繞組
一次繞組的 二次繞組的
電壓相量 U1 電壓相量 U2
電流相量 I1 電流相量 I2
電動(dòng)勢相量 E1 電動(dòng)勢相量 E2
匝數 N1 匝數 N2
同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱(chēng)為主磁通
2.理想變壓器
不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，
其間耦合系數 K=1 的變壓器稱(chēng)之為理想變壓器
描述理想變壓器的電動(dòng)勢平衡方程式為
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
若一次、二次繞組的電壓、電動(dòng)勢的瞬時(shí)值均按正弦規律變化，
則有
不計鐵心損失，根據能量守恒原理可得
由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系
令 K=N1/N2，稱(chēng)為匝比（亦稱(chēng)電壓比），則
損耗
當
電源變壓器的初級繞組通電后，線(xiàn)圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動(dòng)，因為鐵芯本身也是導體，在垂直于磁力線(xiàn)的平面上就會(huì )感應電勢，這個(gè)電勢在鐵芯的斷面上形成閉合
回路并產(chǎn)生電流，好像p一個(gè)旋渦所以稱(chēng)為“渦流”。這個(gè)“渦流”使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱電源變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損
耗我們稱(chēng)為“鐵損”。另外要繞制電源變壓器需要用大量的銅線(xiàn)，這些銅導線(xiàn)存在著(zhù)電阻，電流流過(guò)時(shí)這電阻會(huì )消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，
我們稱(chēng)這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的?！∮捎陔娫醋儔浩鞔嬖谥?zhù)鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠小于輸入功率，為此我們引
入了一個(gè)效率的參數來(lái)對此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。
材料
要繞制一個(gè)電源變壓器我們必須對與電源變壓器有關(guān)的材料要有一定的認識，為此這里我就介紹一下這方面的知識?！?、鐵芯材料
電源變壓器使用的鐵芯材料主要有鐵片、低硅片，高硅片，的鋼片中加入硅能降低鋼片的導電性，增加電阻率，它可減少渦
流，使其損耗減少。我們通常稱(chēng)為加了硅的鋼片為硅鋼片，電源變壓器的質(zhì)量所用的硅鋼片的質(zhì)量有很大的關(guān)系，硅鋼片的質(zhì)量通常用磁通密度B來(lái)表示，一般黑鐵
片的B值為6000-8000、低硅片為9000-11000，高硅片為12000-16000，
2、繞制電源變壓器通常用的材料
漆包線(xiàn)，紗包線(xiàn)，絲包線(xiàn)，最常用的漆包線(xiàn)。對于導線(xiàn)的要求，是導電性能好，絕緣漆層有足夠耐熱性能，并且要有一定的耐腐蝕能力。一般情況下最好用QZ型號的高強度的聚脂漆包線(xiàn)。
3、絕緣材料
在繞制變壓器中，線(xiàn)圈框架層間的隔離、繞阻間的隔離，均要使用絕緣材料，一般的電源變壓器框架材料可用酚醛紙板制作，層間可用聚脂薄膜或電話(huà)紙作隔離，繞阻間可用黃臘布作隔離。
4、浸漬材料
電源變壓器繞制好后，還要過(guò)最后一道工序，就是浸漬絕緣漆，它能增強電源變壓器的機械強度、提高絕緣性能、延長(cháng)使用壽命，一般情況下，可采用甲酚清漆作為浸漬材料。
比較
一、電源變壓器的制作中，線(xiàn)圈的機器繞制和手工繞制各有什么優(yōu)缺點(diǎn)?
機器繞制電源變壓器的優(yōu)點(diǎn)是效率高且外觀(guān)成形漂亮，但繞制高個(gè)子小洞眼的環(huán)型變壓器卻比較麻煩，而且在絕緣處理工藝
的可靠性方面反不如手工繞制到位。手工繞制可以將變壓器的漏磁做得非常小，其在繞制過(guò)程中能針對線(xiàn)圈匝數的布局隨時(shí)予以調整，所以真正的Hi–END變壓
器一定是純手工繞制，純手工繞制的唯一缺點(diǎn)是效率低、速度慢。
二、環(huán)型、EI型、R型、C型幾種電源變壓器哪一種最好?
它們各有其優(yōu)缺點(diǎn)而不存在誰(shuí)最好之說(shuō)，所以嚴格來(lái)講哪一種電源變壓器都可以做得最好。從結構上來(lái)講，環(huán)型能夠做到漏
磁最小，但聲音聽(tīng)感方面EI型則可以把中頻密度感做得更好一些。單就磁飽和而言，EI型要比環(huán)型強，但在效率上則環(huán)型又優(yōu)于EI型。盡管如此，其問(wèn)題的關(guān)
鍵還是在于你能不能揚長(cháng)避短而將它們各自的優(yōu)點(diǎn)充分發(fā)揮出來(lái)，而這才是做好電源變壓器的最根本。
進(jìn)口放大器中，環(huán)型電源變壓器的應用仍然是主流，這基本說(shuō)明了一個(gè)問(wèn)題。發(fā)燒友對電源變壓器的評價(jià)要客觀(guān)公正，你不
能拿一個(gè)沒(méi)做好的東西作參考而說(shuō)它不好。有人說(shuō)環(huán)型電源變壓器容易磁飽和，那你為什么不去想辦法把它做到不容易磁飽和?而原本通過(guò)技術(shù)手段是可以做到這一
點(diǎn)的。不下足功夫或者一味地為了省成本，那它當然就容易磁飽和了。同理，只要你認真制作，EI型電源變壓器的效率也是能做到很高的。
電源變壓器的品質(zhì)好壞對聲音的影響很大，因為電源變壓器的傳輸能量與鐵芯、線(xiàn)圈密切關(guān)聯(lián)，其傳遞速率對聲音的影響起
決定性作用。像EI型電源變壓器，人們通常覺(jué)得它的中頻比較厚，高頻則比較纖細，為什么呢?因為它的傳輸速度相對比較慢。而環(huán)型呢?低頻比較猛，中高頻則
又稍弱一點(diǎn)，為什么?因為它傳輸速度比較快，但是如果通過(guò)有效的結構改變，你就可以把環(huán)型和EI型都做得非常完美，所以關(guān)鍵還是要看你怎么做。
不過(guò)至少可以肯定一點(diǎn)的是，R型電源變壓器不是太容易做好。用它來(lái)做小電流的前級功放和CD唱機電源還可以，如果用
來(lái)做后級功放的電源，則有比較嚴重的缺陷。因為R型電源變壓器本身的結構形式不太容易改變，而環(huán)型和EI型則相對容易通過(guò)改變結構來(lái)達到靚聲目的。采用R
型電源變壓器制作的功率放大器電源，通常聲音很板結而匱乏靈氣，低頻往往沒(méi)有彈跳力而顯得較硬。
三、電源變壓器鐵芯的硅鋼片含硅量越大就越好嗎?
未見(jiàn)得，矽鋼片含硅量的大小對變壓器的質(zhì)量影響不是很大，而有取向和無(wú)取向則和鐵芯的型號有關(guān)系。其次，即使是同樣型號的鐵芯如果你工藝處理不好，那品質(zhì)差別也是很大的，其差別有時(shí)甚至高達百分之四五十。
好的鐵芯而同樣的材料其熱處理和線(xiàn)卷繞制工藝十分關(guān)鍵，良好的熱處理只需很小的10mA激磁電流就能達到15000高斯，而不好的熱處理則可能要50mA的激磁電流才能達到相應的15000高斯，這二者之間的懸殊差別是很大的。從專(zhuān)業(yè)的角度來(lái)判斷鐵芯的好與不好，主要是通過(guò)激磁電流、鐵損耗、飽和參數幾項指標來(lái)進(jìn)行綜合性評價(jià)。
四、環(huán)型電源變壓器的帶式硅鋼片若采用了拼接工藝，是不是就意味著(zhù)品質(zhì)肯定不好?
還不能一概而論，但是拼接的斷位頭不易太多，因為多一個(gè)斷位就多了一個(gè)漏磁點(diǎn)，所以接頭點(diǎn)最好不要超過(guò)2–3個(gè)。制作工藝上凡斷頭拼接均要予先經(jīng)過(guò)酸洗處理，但制造高檔音響器材的環(huán)型變壓器，嚴格來(lái)講還是采用無(wú)拼接的矽鋼片為最好，其工藝質(zhì)量會(huì )更有保障。
五、電源變壓器中的硅鋼片材料有什么講究?
由于硅鋼在交變磁場(chǎng)中的損耗很小，所以電源變壓器主要都是采用硅鋼片來(lái)作磁性材料。硅鋼片可分為熱軋和冷軋兩類(lèi)，冷軋硅鋼帶由于具有較高的導磁系數和較低的損耗，因此用來(lái)制作電源變壓器具有體積小、重量輕、效率高的優(yōu)勢。熱軋硅鋼帶的性能則略遜色于冷軋硅鋼帶。
普通的EI型電源變壓器是將硅鋼板沖制成0.35–0.5mm厚的E型和I型片子，經(jīng)過(guò)熱處理后再插入繞組線(xiàn)包內，
這類(lèi)鐵芯以使用熱軋硅鋼片居多(含硅量很高的優(yōu)質(zhì)硅鋼片型號為D41、D42、D43、D301)。環(huán)型和C型電源變壓器的鐵芯則是采用冷軋硅鋼帶經(jīng)卷繞
而成形，其中C型電源變壓器系經(jīng)熱處理浸漆后再切開(kāi)制成。
電源變壓器的漏電感是由未穿過(guò)初、次級線(xiàn)圈的磁通產(chǎn)生的，這些磁通穿過(guò)空氣而自成閉合磁路。增強電源變壓器變壓器初、次級間的耦合密度可以減小漏感。良好的電源變壓器其漏感應不超過(guò)初級線(xiàn)圈電感的1/100，高保真Hi–Fi用的膽機輸出變壓器則不應超過(guò)1/500。
判斷音響用電源變壓器硅鋼片質(zhì)量高低的重要參數之一是硅鋼片的最大磁力線(xiàn)密度。常用的幾種優(yōu)質(zhì)硅鋼片型號如下
∶D41–D42，最大磁力線(xiàn)密度(單位–GS高斯)10000–12000GS;D43，最大磁力線(xiàn)密度11000–12000GS;D301，最大磁
力線(xiàn)密度12000–14000GS。
檢測
一、中周電源變壓器的檢測：??
A、將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1擋，按照中周變壓器的各繞組引腳排列規律，逐一檢查各繞組的通斷情況，進(jìn)而判斷其是否正常。
B、檢測絕緣性能：將萬(wàn)用表置于R×10k擋，做如下幾種狀態(tài)測試：??
(1)初級繞組與次級繞組之間的電阻值；??
(2)初級繞組與外殼之間的電阻值；??
(3)次級繞組與外殼之間的電阻值。
上述測試結果分出現三種情況：??
(1)阻值為無(wú)窮大：正常；??
(2)阻值為零：有短路性故障；??
(3)阻值小于無(wú)窮大，但大于零：有漏電性故障。??
二、電源變壓器的檢測：??
A、通過(guò)觀(guān)察變壓器的外貌來(lái)檢查其是否有明顯異?，F象。如線(xiàn)圈引線(xiàn)是否斷裂，脫焊，絕緣材料是否有燒焦痕跡，鐵芯緊固螺桿是否有松動(dòng)，硅鋼片有無(wú)銹蝕，繞組線(xiàn)圈是否有外露等。
B、絕緣性測試。用萬(wàn)用表R×10k擋分別測量鐵芯與初級，初級與各次級、鐵芯與各次級、靜電屏蔽層與衩次級、次級各繞組間的電阻值，萬(wàn)用表指針均應指在無(wú)窮大位置不動(dòng)。否則，說(shuō)明變壓器絕緣性能不良。
C、線(xiàn)圈通斷的檢測。將萬(wàn)用表置于R×1擋，測試中，若某個(gè)繞組的電阻值為無(wú)窮大，則說(shuō)明此繞組有斷路性故障。
D、判別初、次級線(xiàn)圈。電源變壓器初級引腳和次級引腳一般都是分別從兩側引出的，并且初級繞組多標有220V字樣，次級繞組則標出額定電壓值，如15V、24V、35V等。再根據這些標記進(jìn)行識別。
E、空載電流的檢測。
(1)直接測量法。將次級所有繞組全部開(kāi)路，把萬(wàn)用表置于交流電流擋(500mA，串入初級繞組。當初級繞組的插頭
插入220V交流市電時(shí)，萬(wàn)用表所指示的便是空載電流值。此值不應大于變壓器滿(mǎn)載電流的10%～20%。一般常見(jiàn)電子設備電源變壓器的正?？蛰d電流應在
100mA左右。如果超出太多，則說(shuō)明變壓器有短路性故障。
(2)間接測量法。在變壓器的初級繞組中串聯(lián)一個(gè)10?/5W的電阻，次級仍全部空載。把萬(wàn)用表?yè)苤两涣麟妷簱?。加電后，用兩表筆測出電阻R兩端的電壓降U，然后用歐姆定律算出空載電流I空，即I空=U/R。
F、空載電壓的檢測。將電源變壓器的初級接220V市電，用萬(wàn)用表交流電壓接依次測出各繞組的空載電壓值(U21、U22、U23、U24)應符合要求值，允許誤差范圍一般為：高壓繞組≤±10%，低壓繞組≤±5%，帶中心抽頭的兩組對稱(chēng)繞組的電壓差應≤±2%。
G、一般小功率電源變壓器允許溫升為40℃～50℃，如果所用絕緣材料質(zhì)量較好，允許溫升還可提高。
H、檢測判別各繞組的同名端。在使用電源變壓器時(shí)，有時(shí)為了得到所需的次級電壓，可將兩個(gè)或多個(gè)次級繞組串聯(lián)起來(lái)使
用。采用串聯(lián)法使用電源變壓器時(shí)，參加串聯(lián)的各繞組的同名端必須正確連接，不能搞錯。否則，變壓器不能正常工作。I.電源變壓器短路性故障的綜合檢測判
別。電源變壓器發(fā)生短路性故障后的主要癥狀是發(fā)熱嚴重和次級繞組輸出電壓失常。通常，線(xiàn)圈內部匝間短路點(diǎn)越多，短路電流就越大，而變壓器發(fā)熱就越嚴重。檢
測判斷電源變壓器是否有短路性故障的簡(jiǎn)單方法是測量空載電流(測試方法前面已經(jīng)介紹)。存在短路故障的變壓器，其空載電流值將遠大于滿(mǎn)載電流的10%。當
短路嚴重時(shí)，變壓器在空載加電后幾十秒鐘之內便會(huì )迅速發(fā)熱，用手觸摸鐵芯會(huì )有燙手的感覺(jué)。此時(shí)不用測量空載電流便可斷定變壓器有短路點(diǎn)存在。
國內四大變壓器制造廠(chǎng)商為：沈陽(yáng)變壓器廠(chǎng)（2004年被特變電工股份有限公司兼并），西安變壓器廠(chǎng)，保定變壓器廠(chǎng)，特變電工股份有限公司，國外有名的公司有西門(mén)子，ABB等。
電源變壓器磁屏蔽
人造衛星遠離地面幾千至幾萬(wàn)千米，為了使各種資料正確無(wú)誤發(fā)回地球，應避免衛星上
的各種儀器間的相互干擾和宇宙磁場(chǎng)的影響；在電信技術(shù)中，有些通信設備的線(xiàn)圈會(huì )產(chǎn)生互感；各種精密儀器儀表，為保持精確，必須避免雜散磁場(chǎng)和地磁場(chǎng)的影
響，這一切必須用到磁屏蔽。怎樣進(jìn)行磁屏蔽？可以先做一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗研究一下。
拿1塊銅板（或1張厚紙板）放在1塊永久磁鐵下面一定距離處，桌上放一根鐵針，使永久磁鐵和銅板（或厚紙板）一起慢慢往下移動(dòng)，當永久磁鐵離桌面一定高度時(shí)，鐵針就被吸到銅板（或厚紙板）上，記下這個(gè)高度。
將銅板換成鐵板，重復上述實(shí)驗，這時(shí)永久磁鐵必須放得離鐵針更近時(shí)才能把鐵針吸到鐵板上，這表明鐵板擋住了一部分磁感線(xiàn)。如果用的是純鐵板，永久磁鐵必須放得更近才能吸起鐵針。這表明純鐵板擋住了更多的磁感線(xiàn)。
如用純鐵罩把永久磁鐵完全包圍起來(lái)，互相不接觸，即使鐵針再靠近一些純鐵罩，也不能被吸起來(lái)。這是因為銅板或厚紙板
是非磁性材料，磁感線(xiàn)可以毫無(wú)阻擋地穿過(guò)它們，所以鐵針很容易吸起來(lái)。鐵板是磁性材料，它的磁導率較大，有良好的導磁作用，凡進(jìn)入鐵板的磁感線(xiàn)大部分集中
在鐵板里了。將純鐵做成屏蔽罩，把永久磁鐵封閉起來(lái)，永久磁鐵的磁感線(xiàn)絕大部分都集中在純鐵屏蔽罩內。屏蔽罩約厚，屏蔽效果越好。如果永久磁鐵或其他能夠
產(chǎn)生磁場(chǎng)的物體置于純鐵屏蔽罩外面，則罩外的磁感線(xiàn)也基本上不能進(jìn)入罩內，對于罩內的物體同樣可以免受罩外磁場(chǎng)的影響，從而達到了屏蔽目的。
對于高頻交變磁場(chǎng)，情況就迥然不同了。銅和鋁等導電性能良好的金屬反而是理想的磁屏蔽材料。銅罩之所以能夠屏蔽高頻
交變磁場(chǎng)，其原因在于高頻交變磁場(chǎng)能在銅罩上引起很大的渦流，由于渦流的去磁作用，銅罩處的磁場(chǎng)大大減弱，以致罩內的高頻交變磁場(chǎng)不能穿出罩外。同樣道
理，罩外的高頻交變磁場(chǎng)也不能穿入罩內，從而達到磁屏蔽的目的。通常金屬的電阻率越小，引起的渦流越大，用這種金屬做成的屏蔽罩屏蔽效果越好。鐵等磁性材
料的電阻率一般都較大，引起的渦流就小，去磁作用就??；另一方面，磁性材料的高頻功率損耗大，屏蔽效果差，因此屏蔽高頻交變磁場(chǎng)時(shí)不采用磁性材料。
屏蔽的原理是相同的。但是在高頻情況下，還沒(méi)有導磁率很高的材料用于屏蔽。在低頻狀態(tài)下磁導率很高的材料，到了高頻
狀態(tài)，磁導率就變得很低了。即使專(zhuān)用的高頻鐵氧體，也很難超過(guò)100，與低頻下硅鋼片或者純鐵數千上萬(wàn)的磁導率相比差的很多，不能有效地聚集磁場(chǎng)。同時(shí)，
這些材料都是一次性成型材料，燒制完成以后不能二次加工以適應不同的需要。因此，才不得不使用渦流損耗、反電動(dòng)勢產(chǎn)生反向磁場(chǎng)的方式來(lái)實(shí)現屏蔽。而產(chǎn)生渦
流最好的材料，就是如純銅、純鋁等低電阻率的材料。
國家標準
GB 1094.3-2003 電力變壓器 第3部分: 絕緣水平、絕緣試驗和外絕緣空氣間隙
· GB 1094.5-2003 電力變壓器 第5部分: 承受短路的能力
· GB 13223-2003 火電廠(chǎng)大氣污染物排放標準
· GB 156-2003 標準電壓
· GB 19212.1-2003 電力變壓器、電源裝置和類(lèi)似產(chǎn)品的安全 第1部分: 通用要求和試驗
· GB/T 10760.1-2003 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組用發(fā)電機 第1部分: 技術(shù)條件
· GB/T 10760.2-2003 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組用發(fā)電機 第2部分: 試驗方法
· GB/T 1094.10-2003 電力變壓器 第10部分: 聲級測定
· GB/T 12325-2003 電能質(zhì)量 供電電壓允許偏差
· GB/T 14099.1-2004 燃氣輪機采購 第1部分:總則與定義
· GB/T 14099.2-2004 燃氣輪機采購 第2部分:標準參考條件與額定值
· GB/T 15146.11-2004 反應堆外易裂變材料的核臨界安全 基于限制和控制慢化劑的核臨界安
· GB/T 17625.6-2003電磁兼容限值 對額定電流大于16A的設備在低壓供電系統中產(chǎn)生的諧波電
· GB/T 17680.10-2003 核電廠(chǎng)應急計劃與準備準則核電廠(chǎng)營(yíng)運單位應急野外輻射監測、取樣與分析準
· GB/T 17680.6-2003 核電廠(chǎng)應急計劃與準備準則 場(chǎng)內應急響應職能與組織機構
· GB/T 17680.7-2003 核電廠(chǎng)應急計劃與準備準則 場(chǎng)內應急設施功能與特性
· GB/T 17680.8-2003 核電廠(chǎng)應急計劃與準備準則 場(chǎng)內應急計劃與執行程序
· GB/T 17680.9-2003 核電廠(chǎng)應急計劃與準備準則 場(chǎng)內應急響應能力的保持
· GB/T 18039.3-2003 電磁兼容 環(huán)境 公用低壓供電系統低頻傳導騷擾及信號傳輸的兼容水平
· GB/T 18039.5-2003 電磁兼容 環(huán)境 公用供電系統低頻傳導騷擾及信號傳輸的電磁環(huán)境
· GB/T 18451.2-2003 風(fēng)力發(fā)電機組功率特性試驗
· GB/T 19068.1-2003 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組 第1部分: 技術(shù)條件
· GB/T 19068.2-2003 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組 第2部分: 試驗方法
· GB/T 19068.3-2003 離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機組 第3部分: 風(fēng)洞試驗方法
· GB/T 19069-2003 風(fēng)力發(fā)電機組控制器 技術(shù)條件
· GB/T 19070-2003 風(fēng)力發(fā)電機組 控制器 試驗方法
· GB/T 19071.1-2003 風(fēng)力發(fā)電機組 異步發(fā)電機 第1部分: 技術(shù)條件
· GB/T 19071.2-2003 風(fēng)力發(fā)電機組 異步發(fā)電機 第2部分: 試驗方法
· GB/T 19072-2003 風(fēng)力發(fā)電機組塔架
· GB/T 19073-2003 風(fēng)力發(fā)電機組 齒輪箱
· GB/T 19115.1-2003 離網(wǎng)型戶(hù)用風(fēng)光互補發(fā)電系統第1部分: 技術(shù)條件
· GB/T 19115.2-2003 離網(wǎng)型戶(hù)用風(fēng)光互補發(fā)電系統 第2部分: 試驗方法
· GB/T 19184-2003水斗式水輪機空蝕評定
· GB/T 19519-2004 標稱(chēng)電壓高于1000V的交流架空線(xiàn)路用復合絕緣子-定義、試驗方法及
· GB/T 19568-2004 風(fēng)力發(fā)電機組裝配和安裝規范
· GB/T 2694-2003
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