常見變壓器的參數(shù)賞析
變壓器技術(shù)參數(shù)是了解變壓器的一項重要指標，你要使用該變壓器就必須要了解到它的參數(shù)，這樣才能用對它，而不會發(fā)生事故。因此對從事變壓器的新手們了解分析變壓器的參數(shù)非常關(guān)鍵，以下是我對變壓器參數(shù)的一些認識。
對不同類型的變壓器都有相應(yīng)的技述要求，可用相應(yīng)的技述參數(shù)表示。如電源變壓器的主要技述參數(shù)有：額定功率、額定電壓和電壓比、額定頻率、工作溫度等級、溫升、電壓調(diào)整率、絕緣性能和防潮性能，對于一般低頻變壓器的主要技述參數(shù)是：變壓比、頻率特性、非線性失真、磁屏蔽和靜電屏蔽、效率等。
A.電壓比：
變壓器兩組線圈圈數(shù)分別為N1和N2，N1為初級，N2為次級。在初級線圈上加一交流電壓，在次級線圈兩端就會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。當N2》N1時，其感應(yīng)電動勢要比初級所加的電壓還要高，這種變壓器稱為升壓變壓器：當N2
式中n稱為電壓比（圈數(shù)比）。當n《1時，則N1》N2，V1》V2，該變壓器為降壓變壓器。反之則為升壓變壓器。
B.變壓器的效率：
在額定功率時，變壓器的輸出功率和輸入功率的比值，叫做變壓器的效率，即
η= x100%
式中η為變壓器的效率;P1為輸入功率，P2為輸出功率。
當變壓器的輸出功率P2等于輸入功率P1時，效率η等于100%，變壓器將不產(chǎn)生任何損耗。但實際上這種變壓器是沒有的。變壓器傳輸電能時總要產(chǎn)生損耗，這種損耗主要有銅損和鐵損。
銅損是指變壓器線圈電阻所引起的損耗。當電流通過線圈電阻發(fā)熱時，一部分電能就轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏鴵p耗。由于線圈一般都由帶絕緣的銅線纏繞而成，因此稱為銅損。
變壓器的鐵損包括兩個方面。一是磁滯損耗，當交流電流通過變壓器時，通過變壓器硅鋼片的磁力線其方向和大小隨之變化，使得硅鋼片內(nèi)部分子相互摩擦，放出熱能，從而損耗了一部分電能，這便是磁滯損耗。另一是渦流損耗，當變壓器工作時。鐵芯中有磁力線穿過，在與磁力線垂直的平面上就會產(chǎn)生感應(yīng)電流，由于此電流自成閉合回路形成環(huán)流，且成旋渦狀，故稱為渦流。渦流的存在使鐵芯發(fā)熱，消耗能量，這種損耗稱為渦流損耗。
變壓器的效率與變壓器的功率等級有密切關(guān)系，通常功率越大，損耗與輸出功率就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。
怎樣判別電源變壓器參數(shù)
電源變壓器標稱功率、電壓、電流等參數(shù)的標記，日久會脫落或消失。有的市售變壓器根本不標注任何參數(shù)。這給使用帶來極大不便。下面介紹無標記電源變壓器參數(shù)的判別方法。此方法對選購電源變壓器也有參考價值。
一、識別電源變壓器
1. 從外形識別 常用電源變壓器的鐵芯有E形和C形兩種。E形鐵芯變壓器呈殼式結(jié)構(gòu)（鐵芯包裹線圈），采用D41、D42優(yōu)質(zhì)硅鋼片作鐵芯，應(yīng)用廣泛。C形鐵芯變壓器用冷軋硅鋼帶作鐵芯，磁漏小，體積小，呈芯式結(jié)構(gòu)（線圈包裹鐵芯）。
2. 從繞組引出端子數(shù)識別 電源變壓器常見的有兩個繞組，即一個初級和一個次級繞組，因此有四個引出端。有的電源變壓器為防止交流聲及其他干擾，初、次級繞組間往往加一屏蔽層，其屏蔽層是接地端。因此，電源變壓器接線端子至少是4個。
3. 從硅鋼片的疊片方式識別 E形電源變壓器的硅鋼片是交*插入的，E片和I片間不留空氣隙，整個鐵芯嚴絲合縫。音頻輸入、輸出變壓器的E片和I片之間留有一定的空氣隙，這是區(qū)別電源和音頻變壓器的最直觀方法。至于C形變壓器，一般都是電源變壓器。
二、功率的估算
電源變壓器傳輸功率的大小，取決于鐵芯的材料和橫截面積。所謂橫截面積，不論是E形殼式結(jié)構(gòu)，或是E形芯式結(jié)構(gòu)（包括C形結(jié)構(gòu)），均是指繞組所包裹的那段芯柱的橫斷面（矩形）面積。在測得鐵芯截面積S之后，即可按P=S2/1.5估算出變壓器的功率P。式中S的單位是cm2。
例如：測得某電源變壓器的鐵芯截面積S=7cm2，估算其功率，得P=S2/1.5=72/1.5=33W？剔除各種誤差外，實際標稱功率是30W。
三、各繞組電壓的測量
要使一個沒有標記的電源變壓器利用起來，找出初級的繞組，并區(qū)分次級繞組的輸出電壓是最基本的任務(wù)?，F(xiàn)以一實例說明判斷方法。
例：已知一電源變壓器，共10個接線端子。試判斷各繞組電壓。
第一步：分清繞組的組數(shù)，畫出電路圖。
用萬用表R×1擋測量，凡相通的端子即為一個繞組?，F(xiàn)測得：兩兩相通的有3組，三個相通的有1組，還有一個端子與其他任何端子都不通。照上述測量結(jié)果，畫出電路圖，并編號。
從測量可知，該變壓器有4個繞組，其中標號⑤、⑥、⑦的是一帶抽頭的繞組，⑩號端子與任一繞組均不相通，是屏蔽層引出端子。
第二步：確定初級繞組。
對于降壓式電源變壓器，初級繞組的線徑較細，匝數(shù)也比次級繞組多。因此，像圖4這樣的降壓變壓器，其電阻最大的是初級繞組。
第三步：確定所有次級繞組的電壓。
在初級繞組上通過調(diào)壓器接入交流電，緩緩升壓直至220V。依次測量各繞組的空載電壓，標注在各輸出端。如果變壓器在空載狀態(tài)下較長時間不發(fā)熱，說明變壓器性能基本完好，也進一步驗證了判定的初級繞組是正確的。
四、各次級繞組最大電流的確定
變壓器次級繞組輸出電流取決于該繞組漆包線的直徑D。漆包線的直徑可從引線端子處直接測得。測出直徑后，依據(jù)公式I=2D2，可求出該繞組的最大輸出電流。式中D的單位是mm。
儀表測試運行中的變壓機組會觸電嗎？
試電筆內(nèi)裝有一個2-3MΩ電阻和一個氖管；要使氖管點亮，必須滿足被測電壓高于氖管的啟輝電壓65VAC和通過氖管的電流大于2μA。
儀表隔離變壓器的初、次級繞組是兩個各自獨立的繞組，即初、次級繞組在物理上是互相隔離的，在初、次級繞組間還有一個屏蔽繞組。由于儀表用隔離變壓器的次級輸出電壓大多為低電壓，僅針對這類隔離變壓器來討論。當將儀表隔離變壓器的初級接至220VAC，但屏蔽層又不接地，如果次級繞組兩端浮空時，次級繞組對地是絕緣的，這時儀表隔離變壓器次級繞組對地有電壓，而屏蔽層又不接地時，用電筆測試會亮。這是什么原因呢？
圖1 隔離變壓器的分布電容
當用試電筆檢測儀表隔離變壓器的次級繞組時，試電筆會不會發(fā)亮和檢測點的對地電位有關(guān)，而和次級繞組兩端的電壓無關(guān)。如圖1所示，當初級繞組中靠近次級繞組的引出端接至電源的相線L時，對于不接地的次級繞組受到初級繞組的感應(yīng)，產(chǎn)生的對地感應(yīng)電壓Ue：
Ue電壓的大小與初、次級繞組的電容C1及次級繞組的對地電容C2有關(guān)。通常C2小于幾皮法，而C1大于100pF，所以Ue近似等于U1，即接近電源電壓。用試電筆檢測時的等效電路如圖2所示，如用等效發(fā)電機定理來分析，把次級繞組的對地看作為下個等效電源，其電勢e2=Ue=U1，其容抗C=C1+C2≈C1。若氖管啟輝后的電壓降為50V，C=2000pF左右，人體對地電容C3=200pF左右，人體電阻R1和試電筆內(nèi)電阻R的總和約為3MΩ，則計算可知通過氖管的電流約為50μA，會使氖管發(fā)亮。也可看出儀表隔離變壓器次級繞組對地感應(yīng)電壓是不會造成觸電事故的。
圖2 試電筆檢測時的等效電路
圖3中由于次級繞組接地，故次級繞組的對地感應(yīng)電壓是很低的，用試電筆檢測次級繞組的不接地端，由于其電壓小于氖管的啟輝電壓，因此不會發(fā)光。同理，如果圖1中的初級繞組接地，用試電筆檢測時也不會發(fā)光。對于儀表用的隔離變壓器，為了提高抗干擾性能，在變壓器的初、次級繞組中間繞有一層屏蔽層，屏蔽層要求接地，這時初級繞組的感應(yīng)電，通過初級繞組與屏蔽層的分布電容入地了，當用試電筆檢測次級繞組時也不會發(fā)光。
圖3 隔離變壓器次級繞組接地電路