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基础电子学系列25 – 按用途分类的变压器类型
在上一篇文章中,我们讨论了变压器按铁芯材料、几何形状和电压等级的分类。变压器也可以按其应用和用途分类。让我们首先探讨两大类用例——用于电气领域的变压器和用于电子领域的变压器。
电源变压器用于降低 60 Hz 公用事业线路中的线路电压。这些变压器具有各种尺寸、形状和绕组比。它们可以大到一个房间,也可以小到一个魔方,具体取决于它们的使用场所,从发电厂和高压电线到电器的电源部分。电源变压器用于将交流电压(通常降压)从电源线转换到电路或从电源线的一部分转换到另一部分。这些变压器通常以次级线圈的最大电压和电流容量为特征。
这些变压器中最大的用于发电厂。工程师对由于负载消耗的电线电阻和功率造成的能量损失无能为力。因此,他们可以选择通过传输线传输高压电力。电压越高,电流越低,因此电力传输过程中的能量损失最小化。发电厂的电力变压器将大电流低压转换为小电流高压交流电。高能发电厂拥有更大的电力变压器,可以通过输电线 MVA 的电力。中型电力变压器的额定功率通常为 50 至 100 MVA,而本地发电站使用的小型电力变压器的额定功率通常为 500 至 700 KVA。
电力变压器比配电变压器大。这些设计具有最大的电源效率,因为它们每天 24 小时保持负载。这种电力变压器可以直接连接到消费者或可以连接到配电网络。大多数电力变压器具有三相配置,而一些小型电力变压器可能具有单相配置。三相电源变压器的成本很高,但与单相变压器相比功率效率更高。
变压器用于传输网络的不同点。高压线携带 KV 或 MV 电压,不能直接提供给消费者。部署电力变压器以降低这些电压以降低分支点处的电压。降低的电压在网络内进一步降低。最后,交流电压经配电变压器降压为三相230V或120V有效值供给用电端。
小型电源变压器用于电器的电源部分,将交流电源进一步降压至5V至50V的低压。大多数消费类电器需要 5V 至 12V 的电压才能以最小的电流消耗运行。不同的电力变压器具有多种结构、配置和尺寸。
自耦变压器是在公共线圈上具有初级和次级的电源变压器。初级和次级都在同一个线圈上并且方向相同。通过改变次级分接的位置来改变电压。
电源变压器可以具有单相或三相配置。单相变压器有一对初级和次级绕组。这些变压器通常用于电器中,它们以恒定频率转换电压电平。
三相变压器具有三对相互连接的初级和次级绕组。当用于发电、输电和配电时,这些变压器与单相变压器相比具有成本效益。三相变压器的初级和次级线圈可以有各种星形和三角形连接的组合,例如初级和次级绕组分别有星-星、星-三角、三角-三角或三角-星形连接。
配电变压器用于配电网络,以将输电线V 以下。这些通常用在配电网络的末端作为柱式变压器,也可以是配电端的垫片式或地下变压器。它们体积小,并不总是满载,可能有干式或液浸式绝缘。他们可能向消费者端提供单相或三相主电源。这些变压器成本低廉,设计功率效率为 50% 至 70%。
用于测量高值电流和电压,并与低量程测量仪器一起用作精确的比率互感器。这些变压器将高电压或电流转换为低电压或电流,并以精确的比例转换为低电压或电流,以便用典型的电流表、电压表或瓦特表进行测量。这些可以是应该与电流表一起使用的电流互感器,也可以是应该与交流电压表一起使用的电压互感器。
这些本质上是隔离变压器,可将电源线与测量仪器安全隔离。电源线电压通过高匝数比准确地降低到较低电压,以便典型的测量仪器可以轻松测量它。电流互感器串联连接到供电线路以测量电流。电源线电流的测量方法是激励电流和次级电流之和乘以匝数比。精度较低的电流互感器也用作保护变压器。
为了测量高值电压,电压互感器或电压互感器的初级连接到电源线,电源线电压在次级降低到安全限值。电压互感器可以是电磁式、电容式或光学式。电磁型是简单的线绕降压变压器,电容型使用电容分压器,光学型使用光电元件。
脉冲变压器是安装在 PCB 上的小型变压器,用于电子设备中以生成固定幅度的脉冲。这些变压器隔离数字负载电路并向其提供恒定幅度的脉冲。
按工作频率范围对电子领域中使用的变压器进行分类更为合适。在 20 Hz 至 20 kHz 的频率范围内工作的电子变压器被归类为音频变压器。这些通常是小型公用变压器,具有类似于典型的 60 Hz 公用变压器的叠层 EI 铁芯。这些可以是升压或降压变压器。音频变压器主要用于阻抗匹配,旨在提供几乎为零的电抗。音频变压器中可以有多个初级和次级线圈,它们可以是分离的或中心抽头的。
用于射频的电子变压器称为射频变压器。这些可以是绕线变压器,如公用事业变压器,也可以是传输线变压器。最常见的是具有环形粉末铁芯的线绕变压器。空心射频变压器用于大功率应用。铁粉芯变压器具有高磁导率和自屏蔽性,而空芯变压器虽然具有显着的 EMI,但能效更高。这些变压器也称为宽带变压器,用于 3 MHz 至 30 MHz 的频率范围。在更高频率下,使用传输线变压器作为四分之一波天线。这些可能是平行线或同轴电缆。
变压器广泛用于电气和电子领域。在电气领域,变压器通常用于降低电站、配电网的交流电压,或用于测量。在电子产品中,变压器用于许多应用,例如升压或降压电压、阻抗匹配、脉冲生成、耦合和隔离。
电子领域使用的变压器通常印有初级电压、次级电压和额定功率等规格。通常,配色方案可识别初级线圈、次级绕组和中心抽头的引线
关于变形金刚就够了。现在,您已经非常了解变压器的工作原理和规格,是时候尝试一些电路了。获取电路图并亲身体验一些使用变压器的爱好电路,例如半波整流器、全波整流器、12V 或 9V 对称台式电源、音频功率放大器和前置放大器。检查这些电路中使用的变压器的作用和所需规格。
按部件号准备一些脉冲发生变压器的清单。下载并检查他们的数据表。找出其数据表中提到的可在其应用中有用的重要电气特性。
产品型号 | BH10S/BH10L | BH20S/BH20L | BH30S/BH30L | BH60S/BH60L | BH100S/BH100L |
产品容量 | 1KVA/0.8KW | 2KVA/1.6KW | 3KVA/2.4KW | 6KVA/4.8KW | 10KVA/8KW |
整机特性参数 | |||||
整机体制 |
双转换高频在线式 |
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整机结构 |
采用塔式和机架式结构设计 | ||||
整机满载效率AC-AC | >90% | ||||
噪音(距离前面2米) | <50dB | ||||
工作温度 | 0~40℃ | ||||
储存温度 |
-15~60℃(不含电池) | ||||
湿度 |
<95%无冷凝 | ||||
安全标准 |
GB/T14715 | ||||
电磁兼容标准 | EN50091-1/2 | ||||
保护功能 |
过载、短路、过温、市电过高/过低、电池过高/过低 | ||||
直流启动功能 |
具备 | ||||
配接发电机功能 |
具备 | ||||
手动旁路 |
无 |
选件 |
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显示 | LCD:市电下UPS运行状态、逆变状态、旁路状态、电池状态、电池量、负载量、故障信息等 | ||||
声光报警 |
自动 | ||||
静音 |
自动 | ||||
输入特性参数 | |||||
输入电压范围 |
100%负载:180~300Vac,50%负载:110~300Vac |
175~280Vac | |||
输入频率范围 | 50/60Hz(自适应) | ||||
输入功率因PF |
0.99 | ||||
总谐波失真(THDI) | <5% | ||||
输出特性参数 |
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输出电压 | 220Vac | ||||
输出功率因数 | 0.8 | ||||
输出电压稳定度 |
220Vac±1%(静态负载);220Vac±2%(50-0%负载跃变);220Vac±5%(100-0%负载跃变) | ||||
输出频率(市电) |
46Hz≤输入频率≤54Hz时,输出和输入保持一致;输入频率小于46Hz或大于54Hz时输出频率锁定在50Hz | ||||
输出频率(电池) | 50Hz±0.2% | ||||
输出波形 |
纯正弦波 | ||||
失真度 |
<1%(线性满负载),<3%(非线性负载) | ||||
过载 |
>125%过载运行时间大于30秒; >150%过载运行立即转旁路关机 |
>120%过载运行时间30秒; >150%过载运行立即转旁路关机 |
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峰值因数 | 3:1 | ||||
逆变效率 | >90% | ||||
短路 |
电路自动保护,输出为零 | ||||
输出异常 |
逆变器输出自动闭锁保护 | ||||
噪声抑制 |
EMI/RFI滤波器 | ||||
电池过低 |
关机保护 | ||||
动态响应 |
满载3%,稳定时间为20毫秒 | ||||
自动重新启动 |
具备 | ||||
软件设定开/关机 |
具备 | ||||
旁路特性参数 |
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静态旁路转换时间 | 0ms | ||||
静态旁路输入范围 | 80Vac±5%~285Vac±5% | ||||
旁路逆变转换时间 | 2ms | ||||
电池特性参数 | |||||
电池类型 |
密封铅酸免维护电池 | ||||
标配电池额定电压、节数 |
12V/7Ah×2/3节 |
12V/7Ah×4/6节 | 12V/7Ah×6/8节 | 12V/7Ah×16节 | 12V/7Ah×16节 |
标配电池额定备用时间 | 5-15min | 5-15min | 5-15min | 5-15min | 5-15min |
长延时电池额定电压 | 36Vdc | 72Vdc | 96Vdc | 192Vdc | 192Vdc |
标配充电电流 |
1A | 1A | 1A | 1A | 1A |
长延时充电电流 |
4A | 4A | 4A | 4A | 4A |
接口特性参数 |
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通讯接口 |
RS232标配;/SNMP/RS485/干接点(选件) |
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监控软件 | 具有各种操作系统下的监控管理,市电及电池状态、市电故障、电池电压低、遥控关机、控制菜单 | ||||
物理参数 |
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标机尺寸mm(深×宽×高) |
405×145×220 |
465×190×345 | 465×190×345 | 500×240×620 | 500×240×620 |
净重量Kg |
10.5/12 | 22.5/25 | 27.5/29.5 | 60 | 57 |
长机尺寸mm(深×宽×高) |
405×145×220 | 465×190×345 | 465×190×345 | 500×240×460 | 500×240×460 |
净重量Kg | 6.5 | 12 | 12.5 | 18 | 20 |
购买人 | 会员级别 | 数量 | 属性 | 购买时间 |
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