변압기의 작동 원리는 무엇입니까?

원칙:

변압기는 철심 (또는 코어) 과 코일로 구성되며, 코일에는 두 개 이상의 권선이 있습니다. 여기서 전원을 연결하는 권선은 1 차 코일이라고 하고 나머지는 2 차 코일이라고 합니다. AC 전압, 전류 및 임피던스를 변환할 수 있습니다. 가장 간단한 철심 변압기는 연자성 재료로 만든 철심과 철심에 씌워진 두 개의 서로 다른 권선의 코일로 구성되어 있다.

철심의 작용은 두 코일 사이의 자기 결합을 강화하는 것이다. 철중의 소용돌이와 자기체손실을 줄이기 위해 철심은 페인트된 실리콘 강판으로 만들어졌다. 두 코일 사이에는 전기 연결이 없으며 절연 구리 (또는 알루미늄 와이어) 로 만들어져 있습니다. AC 전원에 연결된 한 코일을 1 차 코일 (또는 1 차 코일) 이라고 하고 전기 제품에 연결된 다른 코일을 2 차 코일 (또는 2 차 코일) 이라고 합니다.

실제 변압기는 매우 복잡하여 불가피하게 구리 손실 (코일 저항 열), 철 손실 (철심 열), 자속 누설 (공기 밀폐 자기 감지선) 이 존재한다. 토론을 단순화하기 위해 이상적인 변압기만 소개한다. 이상적인 변압기는 자속 누설 무시, 1 ~ 2 차 권선 저항 무시, 철심 손실 무시, 무부하 전류 무시 (2 차 권선이 열려 있을 때 1 차 권선의 전류) 를 기준으로 합니다.

예를 들어, 전원 변압기는 전체 부하에서 작동할 때 이상적인 변압기에 가깝습니다 (2 차 권선 정격 출력 전력). 변압기는 전자기 감지 원리를 이용하여 만든 정전기 가전제품이다. 변압기의 초급 코일이 AC 전원에 연결되면 철심에서 교변 자속이 생성되는데, 일반적으로 텅스텐으로 표시됩니다.

1 차, 2 차 코일 중 φ는 동일합니다. φ도 단순 고조파 함수로, φ = φ msin ω t 로 표시됩니다. 패러데이 전자기 유도 법칙에 따라 1 차 및 2 차 코일의 유도 기전력은 e1=-n1d φ/ 여기서 N 1 및 N2 는 1 차 및 2 차 코일의 턴 수입니다.

그림에서 볼 수 있듯이 U 1=-e 1, U2=e2 (1 차 코일의 물리적 수량 아래 첨자 1 은 2 차 코일의 물리적 수량 아래 첨자 2 로 표시됨),, 위에서 얻을 수 있는 U 1/ U2=-N 1/N2=-k, 즉 변압기 1, 2 차 권선 전압 유효 값의 비율은 그 권선비와 같고, 1, 2 차 권선 전압 위상차는 파이입니다.

그 결과 U 1/U2=N 1/N2 가 산출됩니다.

무부하 전류가 무시될 수 있는 경우 I 1/ I2=-N2/N 1, 즉 1 차, 2 차 코일 전류의 유효한 값은 턴 수에 반비례하고 위상차는 π입니다.

그 결과 I 1/ I2=N2/N 1 을 얻을 수 있습니다.

이상적인 변압기의 1 차 권선과 2 차 권선의 전력은 같다. P 1=P2 입니다. 이상적인 변압기 자체는 전력 손실이 없음을 설명한다. 실제 변압기에는 총 손실이 있으며 효율은 η=P2/P 1 입니다. 전력 변압기의 효율이 매우 높아서 90% 이상에 이를 수 있다.

확장 데이터:

변압기 특성 매개변수:

1, 작동 주파수

변압기 철손실과 주파수는 관계가 매우 크므로 사용 빈도에 따라 설계하고 사용해야 하며 사용 주파수를 작동 주파수라고 합니다.

2. 정격 전력

정해진 주파수와 전압에서 변압기는 규정된 온도 상승의 출력 전력을 초과하지 않고 장시간 작동할 수 있다.

3. 정격 전압

변압기 코일에 허용되는 전압을 나타내며 지정된 값보다 크게 작동하지 않아야 합니다.

4, 전압 비율

변압기의 1 차 전압과 2 차 전압의 비율로, 무부하 전압 비율 및 부하 전압 비율과 다릅니다.

5, 무부하 전류

변압기의 보조 가장자리가 열려 있을 때, 원래 가장자리에는 여전히 일정한 전류가 있는데, 이를 무부하 전류라고 한다. 무부하 전류는 자화 전류 (자기속 생성) 와 철손실 전류 (철심 손실로 인한 전류) 로 구성됩니다. 50Hz 전력 변압기의 경우 무부하 전류는 기본적으로 자화전류와 같다.

6, 무부하 손실

변압기의 2 차 개방 시 1 차 측정에서 측정한 전력 손실을 가리킨다. 주요 손실은 철심 손실이고, 그 다음은 무부하 전류가 초급 코일 구리 저항으로 인한 손실 (구리 손실) 으로, 매우 작다.

7. 효율성

1 차 전력 P 1 에 대한 2 차 전력 P2 의 비율을 나타냅니다. 일반적으로 변압기의 정격 전력이 클수록 효율이 높아진다.

8. 절연 저항

변압기 권선 사이 및 권선과 철심 사이의 절연 성능을 나타냅니다. 절연 저항은 사용된 절연 재료의 성능, 온도 및 습도와 관련이 있습니다.

참고 자료:

바이두 백과-트랜스포머