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变压器的基本结构部件是铁心和绕组,由它们组成变压器的器身。为了改善散热条件,大、中容量变压器的器身浸入盛满变压器油的封闭油箱中,各绕组与外的连接则经缘引出。为了使变压器地运行,还设有储油柜、气体和气道等附件。铁心既作为变压器的磁路;又作为变压器的机械骨架。为了提高导磁性能、减少交变磁通在铁心中引起的损耗,变压器的铁心都采用厚度为0.35-0.5mm的电工钢片叠装而成。电工钢片的两面涂有缘层,起缘作用。大容量变压器多采用高磁导率、低损耗的冷轧电工钢片。电力变压器的铁心一般都采用心式结构,其铁心可分为铁心柱(有绕组的部分)和铁轭(联接两个铁心柱的部分)两部分。绕组套装在铁心柱上,铁轭使铁心柱之间的磁路闭合。在铁心柱与铁轭组合成整个铁心时,多采用交叠式装配,使各层的接缝不在同一地点,这样能减少励磁电流,但缺点是装配复杂,费工费时。在一般变压器中,铁心柱截面采用外接圆的阶梯形。只有当变压器容量很小时才采用方形。交流磁通在铁心中会引起涡流损耗和磁滞损耗,使铁心发热。在大容量变压器的铁心中,往往设置油道。铁心浸在变压器油中,当油从油道中流过时,可将铁心中的热量带走。
只监视变压器运行中的上层油温,还不能变压器的运行,还监视上层油温与冷却空气的温差—即温升。变压器温度与周围空气温度的差值,称为变压器的温升。对 A 级缘的变压器,当周围高温度为 400C 时,国家 标准规定绕组的温升 650C,上层油温的允许温升为 550C。只要变压器温升不超 过规定值,就能变压器在额定负荷下规定的运行年限内运行。(变压器 在正常运行时带额定负荷可连续运行 20 年)
为什么变压器不能过载运行?过载运行是指变压器的运行超过铭牌上规定的电流值。超载分为正常超载和事故超载。前者是指在正常供电条件下,用户用电量的增加。它常使变压器温度升高,使变压器缘老化,降低使用寿命。因此,不允许变压器超负荷运行。在情况下,变压器短时超负荷运行不应超过额定负荷的百分之三十(冬季)和百分之十五(夏季)。
输出功率相同的低频变压器与高频变压器,高频变压器的体积要比低频变压器要小很多。变压器在电源电路中算是个头比较大的元件,在输出功率的同时想要把体积做得小,就要使用高频变压器,所以在开关电源里都会用到高频变压器。高频变压器和低频变压器的工作原理是相同的,都是利用电磁感应的原理工作的,但在制作材料方面,它们的“芯”所使用的材料是不同的。低频变压器的铁芯一般是使用很多片硅钢片堆叠而成的,而高频变压器的铁芯是用高频磁性材料(如:铁氧体)组成的。(所以高频变压器的铁芯一般叫做磁芯)