基礎電子學 - 變壓器型別

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談到變壓器的分類，根據使用的磁芯、繞組、使用場所和型別、電壓等級等，有很多型別。

單相和三相變壓器

根據使用的電源，變壓器主要分為單相和三相變壓器。

• 普通變壓器是單相變壓器。它具有初級和次級繞組，用於降低或升高次級電壓。

• 對於三相變壓器，三個初級繞組連線在一起，三個次級繞組也連線在一起。

為了獲得良好的效率，一個三相變壓器優於三個單相變壓器，它佔地面積小，成本低。但由於重型裝置的運輸問題，大多數情況下使用單相變壓器。

這些變壓器的另一種分類是核心型和殼型。

• 在殼型中，繞組位於單個磁腿上，周圍環繞著磁芯。

• 在核心型中，它們繞在不同的磁腿上。

檢視下圖可以很好地區分兩者。

變壓器的分類也可以根據使用的磁芯材料進行。這些實際上是射頻變壓器，其中包含許多型別，例如空芯變壓器、鐵氧體磁芯變壓器、傳輸線變壓器和巴倫變壓器。巴倫變壓器用於射頻接收系統。主要型別為空芯和鐵芯變壓器。

空芯變壓器

這是一種核心型變壓器，其繞組繞在一個非磁性條帶上。磁通鏈路是透過初級和次級之間的空氣作為磁芯實現的。下圖顯示了一個空芯變壓器。

優點

• 這些空芯變壓器的磁滯損耗和渦流損耗低。
• 噪音低。

缺點

• 空芯變壓器的磁阻高。
• 與鐵芯變壓器相比，空芯變壓器的互感低。

應用

• 音訊變壓器。
• 高頻無線電傳輸。

鐵芯變壓器

這是一種核心型變壓器，其繞組繞在一個鐵芯上。使用鐵作為磁芯材料，磁通鏈路強且完美。這在實驗室中很常見。下圖顯示了一個鐵芯變壓器的示例。

優點

• 它們具有非常高的磁導率。
• 鐵芯變壓器磁阻低。
• 互感高。
• 這些變壓器效率很高。

缺點

• 與空芯變壓器相比，這些變壓器略微嘈雜。
• 磁滯損耗和渦流損耗比空芯變壓器略高。

應用

• 作為隔離變壓器。
• 高頻無線電傳輸。

變壓器也根據其使用的磁芯型別進行分類。有些變壓器使用浸在油中的磁芯。這種油透過各種方法從外部冷卻。這種變壓器被稱為油浸式磁芯變壓器，而其他變壓器，如鐵氧體磁芯變壓器、疊片磁芯變壓器、環形磁芯變壓器和灌封樹脂變壓器則被稱為乾式磁芯變壓器。

根據繞組技術，我們還有另一種非常流行的變壓器，稱為自耦變壓器。

自耦變壓器

這是一種變壓器，在我們的電力實驗室中經常看到。這種自耦變壓器是原始變壓器的改進版本。採用單繞組，兩端都連線到電源和地。透過移動另一個可變抽頭來形成變壓器的次級繞組。

下圖顯示了自耦變壓器的電路圖。

如圖所示，單個繞組在變壓器中同時提供初級和次級繞組。繪製次級繞組的各種抽頭，以在次級側選擇各種電壓等級。

如上所示，初級繞組是從 A 到 C，次級繞組是從 B 到 C，而可變臂 B 用於獲得所需的電壓等級。實際的自耦變壓器如下圖所示。

透過旋轉上面的軸，次級電壓調整到不同的電壓等級。如果施加在 A 點和 C 點之間的電壓為 V1，則該繞組中每匝的電壓為

$$每匝電壓\:\:=\:\:\frac{V_{1}}{N_{1}}$$

現在，B 點和 C 點之間的電壓將為

$$V_{2}\:\:=\:\:\frac{V_{1}}{N_{1}}\:\:\times\:\:N_{2}$$

$$\frac{V_{2}}{V_{1}}\:\:=\:\:\frac{N_{2}}{N_{1}}\:\:=\:\:常數\:(設為K)$$

此常數就是自耦變壓器的匝數比或電壓比。