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注冊計量師考試計量案例分析知識指導(dǎo)

怎樣判別電源變壓器參數(shù)

電源變壓器標(biāo)稱功率、電壓、電流等參數(shù)的標(biāo)記，日久會脫落或消失。有的市售變壓器根本不標(biāo)注任何參數(shù)。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標(biāo)記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價值。

一、識別電源變壓器 2012年注冊計量師考試

1． 從外形識別 常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。E形鐵芯變壓器呈殼式結(jié)構(gòu)（鐵芯包裹線圈），采用D41、D42優(yōu)質(zhì)硅鋼片作鐵芯，應(yīng)用廣泛。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯，磁漏小，體積小，呈芯式結(jié)構(gòu)（線圈包裹鐵芯）。

2． 從繞組引出端子數(shù)識別 電源變壓器常見的有兩個繞組，即一個初級和一個次級繞組，因此有四個引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾，初、次級繞組間往往加一屏蔽層，其屏蔽層是接地端。因此，電源變壓器接線端子至少是4個。

3． 從硅鋼片的疊片方式識別 E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的，E片和I片間不留空氣隙，整個鐵芯嚴(yán)絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙，這是區(qū)別電源和音頻變壓器的最直觀方法。至于C形變壓器，一般都是電源變壓器。

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(jié)構(gòu)，或是E形芯式結(jié)構(gòu)（包括C形結(jié)構(gòu)），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(biāo)稱功率是30W。

三、各繞組電壓的測量

要使一個沒有標(biāo)記的電源變壓器利用起來，找出初級的繞組，并區(qū)分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務(wù)?，F(xiàn)以一實(shí)例說明判斷方法。

例：已知一電源變壓器，共10個接線端子。試判斷各繞組電壓。

第一步：分清繞組的組數(shù)，畫出電路圖。

用萬用表R×1擋測量，凡相通的端子即為一個繞組。現(xiàn)測得：兩兩相通的有3組，三個相通的有1組，還有一個端子與其他任何端子都不通。照上述測量結(jié)果，畫出電路圖，并編號。

從測量可知，該變壓器有4個繞組，其中標(biāo)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，初級繞組的線徑較細(xì)，匝數(shù)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。

在初級繞組上通過調(diào)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(biāo)注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長時間不發(fā)熱，說明變壓器性能基本完好，也進(jìn)一步驗(yàn)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的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測得。測出直徑后，依據(jù)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。

變壓器的原理

圖1是變壓器的原理簡體圖，當(dāng)一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導(dǎo)線中就有交變電流I1并產(chǎn)生交變磁通ф1，它沿著鐵芯穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應(yīng)出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應(yīng)出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，并且變壓器本身也有一定的損耗，盡管此時次級沒接負(fù)載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。

如果次級接上負(fù)載，次級線圈就產(chǎn)生電流I2，并因此而產(chǎn)生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵芯中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結(jié)果使I1增大，可見初級電流與次級負(fù)載有密切關(guān)系。當(dāng)次級負(fù)載電流加大時I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好補(bǔ)充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持鐵芯里總磁通量不變。如果不考慮變壓器的損耗，可以認(rèn)為一個理想的變壓器次級負(fù)載消耗的功率也就是初級從電源取得的電功率。變壓器能根據(jù)需要通過改變次級線圈的圈數(shù)而改變次級電壓，但是不能改變允許負(fù)載消耗的功率。

變壓器的損耗

當(dāng)變壓器的初級繞組通電后，線圈所產(chǎn)生的磁通在鐵芯流動，因?yàn)殍F芯本身也是導(dǎo)體，在垂直于磁力線的平面上就會感應(yīng)電勢，這個電勢在鐵芯的斷面上形成閉合回路并產(chǎn)生電流，好像p一個旋渦所以稱為“渦流”。這個“渦流”使變壓器的損耗增加，并且使變壓器的鐵芯發(fā)熱變壓器的溫升增加。由“渦流”所產(chǎn)生的損耗我們稱為“鐵損”。另外要繞制變壓器需要用大量的銅線，這些銅導(dǎo)線存在著電阻，電流流過時這電阻會消耗一定的功率，這部分損耗往往變成熱量而消耗，我們稱這種損耗為“銅損”。所以變壓器的溫升主要由鐵損和銅損產(chǎn)生的。

由于變壓器存在著鐵損與銅損，所以它的輸出功率永遠(yuǎn)小于輸入功率，為此我們引入了一個效率的參數(shù)來對此進(jìn)行描述，η=輸出功率/輸入功率。

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