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變壓器的發展史以及其常用的分類

時間:2017-09-04 13:59:48


變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置,主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號常用T當作編號的開頭。例:T01、T201等。


法拉第在1831年8月29日發明了一個“電感環”,稱為“法拉第感應線圈”,實際上是世界上第一只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應原理,并沒有考慮過它可以有實際的用途。


1881年,路森·戈拉爾(Lucien Gaulard)和約翰·狄克遜·吉布斯(John Dixon Gibbs)在倫敦展示一種稱為“二次手發電機”的設備,然后把這項技術賣給了美國西屋公司, 這可能是第一個實用的電力變壓器,但并不是最早的變壓器。


1884年,路森·戈拉爾和約翰·狄克遜·吉布斯在采用電力照明的意大利都靈市展示了他們的設備。早期變壓器采用直線型鐵心,后來被更有效的環形鐵心取代。


西屋公司的工程師威廉·史坦雷從喬治·威斯汀豪斯、路森·戈拉爾與約翰·狄克遜·吉布斯買來變壓器專利以后,在1885年制造了第一臺實用的變壓器。后來變壓器的鐵心由E型的鐵片疊合而成,并于1886年開始商業運用。


變壓器變壓原理首先由法拉第發現,但是直到十九世紀80年代才開始實際應用。在發電場應該輸出直流電和交流電的競爭中,交流電能夠使用變壓器是其優勢之一。變壓器可以將電能轉換成高電壓低電流形式,然后再轉換回去,因此大大減小了電能在輸送過程中的損失,使得電能的經濟輸送距離達到更遠。如此一來,發電廠就可以建在遠離用電的地方。世界大多數電力經過一系列的變壓最終才到達用戶那里的。


一般常用變壓器的分類可歸納如下:


1、按相數分:

1)單相變壓器:用于單相負荷和三相變壓器組。

2)三相變壓器:用于三相系統的升、降電壓。


2、按冷卻方式分:

1)干式變壓器:依靠空氣對流進行自然冷卻或增加風機冷卻,多用于高層建筑、高速收費站點用電及局部照明、電子線路等小容量變壓器。[1] 

2)油浸式變壓器:依靠油作冷卻介質、如油浸自冷、油浸風冷、油浸水冷、強迫油循環等。


3、按用途分:

1)電力變壓器:用于輸配電系統的升、降電壓。

2)儀用變壓器:如電壓互感器、電流互感器、用于測量儀表和繼電保護裝置。

3)試驗變壓器:能產生高壓,對電氣設備進行高壓試驗。

4)特種變壓器:如電爐變壓器、整流變壓器、調整變壓器、電容式變壓器、移相變壓器等。


4、按繞組形式分:

1)雙繞組變壓器:用于連接電力系統中的兩個電壓等級。

2)三繞組變壓器:一般用于電力系統區域變電站中,連接三個電壓等級。

3)自耦變電器:用于連接不同電壓的電力系統。也可做為普通的升壓或降后變壓器用。


5、按鐵芯形式分:

1)芯式變壓器:用于高壓的電力變壓器。

2)非晶合金變壓器:非晶合金鐵芯變壓器是用新型導磁材料,空載電流下降約80%,是節能效果較理想的配電變壓器,特別適用于農村電網和發展中地區等負載率較低地方。

3)殼式變壓器:用于大電流的特殊變壓器,如電爐變壓器、電焊變壓器;或用于電子儀器及電視、收音機等的電源變壓器。

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