變壓器是一種靜態(tài)電氣設(shè)備，用于在兩個(gè)或多個(gè)電路之間以電形式傳輸能量。變壓器的主要功能是將交流電從一種電壓變?yōu)榱硪环N電壓。變壓器沒(méi)有任何移動(dòng)部件，并根據(jù)磁感應(yīng)原理工作。
變壓器設(shè)計(jì)主要是為了升壓，或者是降壓，注意有兩種類型，即升壓和降壓變壓器。升壓變壓器的作用是升壓，降壓變壓器的作用是降壓。此外，變壓器的額定值可以根據(jù)VA、KVA或MVA等要求進(jìn)行設(shè)置。在本文中，主要介紹下升壓變壓器的相關(guān)內(nèi)容。
什么是升壓變壓器？
通過(guò)保持電流穩(wěn)定而不發(fā)生任何變化來(lái)提高輸出電壓的變壓器被稱為升壓變壓器，這種變壓器主要用于輸電和發(fā)電站的應(yīng)用。升壓變壓器包括兩個(gè)繞組，如初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。與次級(jí)繞組相比，初級(jí)繞組的匝數(shù)更少。
升壓變壓器的構(gòu)造圖如下所示，它的結(jié)構(gòu)可以使用鐵芯和繞組來(lái)完成。
1、鐵芯
變壓器鐵芯的設(shè)計(jì)可以使用高磁導(dǎo)率材料來(lái)完成。這種磁芯材料允許磁通量以較少的損耗流動(dòng)。與附近的空氣相比，磁芯材料具有高滲透性。所以這種磁芯材料會(huì)限制磁芯材料內(nèi)的磁力線。因此，可以通過(guò)降低變壓器損耗來(lái)提高變壓器效率。
磁芯允許磁通量流過(guò)它們，并且它們還會(huì)由于磁滯而導(dǎo)致磁芯損耗，如渦流損耗。因此，選擇磁滯和低活性材料來(lái)制造類似于鐵氧體或硅鋼的磁芯。為了將渦流損耗保持在最低水平，可以對(duì)變壓器鐵芯進(jìn)行疊層，從而防止鐵芯發(fā)熱。當(dāng)鐵芯被加熱時(shí)，會(huì)有一些電能損失，變壓器效率會(huì)降低。
2、繞組
升壓變壓器中的繞組將有助于傳輸繞在變壓器上的電流。這些繞組主要用于使變壓器冷卻并抵抗測(cè)試和運(yùn)行條件。初級(jí)繞組側(cè)的導(dǎo)線密度較粗，但匝數(shù)較少。同樣，次級(jí)繞組的導(dǎo)線密度很細(xì)，但匝數(shù)很大。與次級(jí)繞組相比，可以像初級(jí)繞組承載較小的電源電壓那樣進(jìn)行設(shè)計(jì)。
變壓器中使用的繞組材料是鋁和銅。與銅相比，鋁的成本較低，但通過(guò)使用銅材料，可以延長(zhǎng)變壓器的使用壽命。變壓器有EE型和EI型等不同類型的疊片可以減少渦流。
升壓變壓器符號(hào)表示如下所示。在下圖中，輸入和輸出電壓分別用V1和V2表示。變壓器繞組的匝數(shù)為T(mén)1和T2。這里輸入繞組是初級(jí)，而輸出是次級(jí)。
與輸入電壓相比，輸出電壓較高，因?yàn)槌跫?jí)線圈的匝數(shù)小于次級(jí)線圈。一旦交流電在變壓器中流動(dòng)，則電流將沿一個(gè)方向流動(dòng)，停止并改變方向以沿另一個(gè)方向流動(dòng)。
電流將在繞組區(qū)域產(chǎn)生磁場(chǎng)。一旦電流改變方向，磁極的方向就會(huì)改變。
電壓通過(guò)磁場(chǎng)感應(yīng)到繞組中。同樣，一旦次級(jí)線圈位于移動(dòng)磁場(chǎng)中，就會(huì)在次級(jí)線圈內(nèi)感應(yīng)出電壓，這稱為互感。因此，初級(jí)繞組中的交流電會(huì)產(chǎn)生移動(dòng)磁場(chǎng)，從而在次級(jí)繞組中感應(yīng)出電壓。
每個(gè)線圈的匝數(shù)與電壓之間的主要關(guān)系可以使用這個(gè)升壓變壓器公式給出，具體如下：
V2/V1=T2/T1
其中“V2”是次級(jí)線圈中的電壓、'V1'是初級(jí)線圈的電壓、'T2'打開(kāi)次級(jí)線圈、'T1' 打開(kāi)初級(jí)線圈。
性能參數(shù)
在選擇升壓變壓器時(shí)，需要考慮不同的因素，其中主要包括以下性能參數(shù)：
變壓器效率
相數(shù)
變壓器評(píng)級(jí)
冷卻介質(zhì)
繞組材料
優(yōu)缺點(diǎn)
升壓變壓器的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：
適用于住宅和商業(yè)場(chǎng)所
功率變送器
易于維護(hù)
效率高
可以連續(xù)工作
快速開(kāi)始運(yùn)行
升壓變壓器的缺點(diǎn)包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：
需要一個(gè)冷卻系統(tǒng)
適用于交流電
尺寸很龐大
主要應(yīng)用
升壓變壓器的主要應(yīng)用包括以下幾點(diǎn)內(nèi)容：
適用于逆變器和穩(wěn)壓器等電子設(shè)備，以穩(wěn)定電壓從低到高。
用于分配電力。
用于改變交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的輸電線路中的高壓。
用于使電動(dòng)機(jī)、X光機(jī)、微波爐等運(yùn)轉(zhuǎn)操作。
用于升壓電氣和電子設(shè)備。
總結(jié)
簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，升壓變壓器的作用是提高電壓并降低電流強(qiáng)度。在升壓變壓器中，與初級(jí)繞組相比，次級(jí)繞組內(nèi)的線圈數(shù)量高。因此，與次級(jí)線圈相比，初級(jí)線圈中的導(dǎo)線強(qiáng)度更高。在傳輸和發(fā)電系統(tǒng)中，這些變壓器是必不可少的，因?yàn)樗鼈儚陌l(fā)電站將電力傳輸?shù)胶苓h(yuǎn)的地區(qū)。