(1)電磁感應(yīng)原理
電磁感應(yīng)是變壓器工作的基礎(chǔ)。當(dāng)一個導(dǎo)體回路(即變壓器的原邊繞組)中的磁通量發(fā)生變化時,會在該回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,這個感應(yīng)電動勢的方向由楞次定律確定,其大小與磁通量變化的速率成正比。在變壓器中,原邊繞組中的電流變化會引起磁通量的變化,從而在副邊繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,實(shí)現(xiàn)電壓的轉(zhuǎn)換。
(2)繞組結(jié)構(gòu)與功能
變壓器通常由鐵芯和兩個或多個繞組組成。鐵芯用于集中磁通,減少磁阻,提高變壓器的效率。繞組則是實(shí)現(xiàn)電磁感應(yīng)的關(guān)鍵部分,分為原邊繞組和副邊繞組。原邊繞組接入電源,電流在其中流動產(chǎn)生磁通;副邊繞組則通過感應(yīng)產(chǎn)生電動勢,輸出所需電壓。繞組的結(jié)構(gòu)、匝數(shù)比和連接方式?jīng)Q定了變壓器的電壓變換比和輸出特性。
(3)磁通與電動勢
在變壓器中,磁通是聯(lián)系原邊繞組和副邊繞組的紐帶。當(dāng)原邊繞組通電時,會在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通。這個磁通會同時穿過原邊繞組和副邊繞組,使兩個繞組中的磁通量隨時間發(fā)生變化。根據(jù)電磁感應(yīng)原理,磁通量的變化會在兩個繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。由于原邊繞組和副邊繞組的匝數(shù)比不同,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也不同,從而實(shí)現(xiàn)了電壓的變換。
(4)變壓器分類
變壓器按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)可以分為多種類型。按照用途分類,可分為電力變壓器、特殊變壓器(如整流變壓器、電爐變壓器等)和儀用變壓器(如電壓互感器、電流互感器等)。按照相數(shù)分類,可分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按照冷卻方式分類,可分為油浸式變壓器、干式變壓器和充氣式變壓器等。
(5)工作特性
變壓器的工作特性主要包括電壓變換比、電流變換比、效率、短路阻抗等。電壓變換比和電流變換比是變壓器的基本性能參數(shù),反映了變壓器在正常工作條件下電壓和電流的轉(zhuǎn)換關(guān)系。效率則是變壓器轉(zhuǎn)換能量的能力,通常以輸出功率與輸入功率之比表示。短路阻抗則是反映變壓器在短路狀態(tài)下電流限制能力的參數(shù),對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性有重要影響。
變壓器作為電力系統(tǒng)中重要的電氣設(shè)備,其工作原理基于電磁感應(yīng)原理。通過不同繞組間的耦合關(guān)系實(shí)現(xiàn)電壓、電流的轉(zhuǎn)換。在實(shí)際應(yīng)用中,需要根據(jù)具體需求選擇合適的變壓器類型和工作參數(shù),以確保電力系統(tǒng)的安全、高效運(yùn)行。