变压器特性汇总详解

‌变压器的特性主要包括外特性和效率特性‌。变压器的外特性是指在一次侧外施电压和二次侧负载功率因数不变时，二次侧端电压随负载电流变化的规律。

‌变压器的外特性曲线‌反映了在不同负载情况下，二次电压随负载电流的变化情况。由于变压器内部存在电阻和漏抗，当负载电流流过时，会产生阻抗压降，导致二次端电压随负载电流的变化而变化。外特性的曲线图可以帮助理解变压器在不同负载条件下的性能表现‌。

‌变压器的效率特性‌是指其在能量传递过程中的效率。变压器在能量传递过程中会产生损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗，与一次侧外加电源电压的大小有关，而与负载大小无关;铜损耗包括基本铜损耗和附加铜损耗，与负载电流的平方成正比‌。变压器的效率通常很高，中、小型电力变压器的效率在95%以上，大型电力变压器的效率可达99%以上‌。

变压器是一种重要的电力设备，具有多种独特的优点。以下是其主要特点：

1.电压转换能力：最基本的优点是能够改变交流电的电压等级以适应不同的用电需求和保护电路免受高电压的冲击。

2.功率传输与分配：通过集中和分散电能的方式实现电能的远距离输送以及在不同负载之间的合理分配，提高了电力系统的稳定性和效率。

3.安全可靠的运行特征：采用多重保护措施如过载保护、短路保护和绝缘防护等来确保设备的安全性和可靠性。即使在异常情况下也能迅速切断电源以保护设备和人身安全。

4.经济节能性：高效的能量传递效率和灵活的能源管理策略有助于减少不必要的能源消耗并降低运营成本。此外还能够在高峰时段提供足够的电量以满足市场需求并保持电网稳定。

一、高频与低频变压器的区别?

一般情况下，低频变压器是指“工频变压器”，它是工作在(50Hz)下，用来改变电压，低频变压器使用的铁芯一般是高导磁率的硅钢片。

高频变压器是指工作在高频率中的，起换能作用的变压器，因为磁场的频率很高，硅钢片中会产生涡流(硅钢片中的小磁体转换速度跟不上)，所以高频变压器一般使用“高频铁氧体”为磁芯。

高频变压器与低频变压器其区别在于针对频率上，其工作频率上的不同，从而导致选材上会有一些不同。低频变压器与高频变压器工作原理是一样的，不论工作频率高低，都是通过电磁感应来传输能量的。

由于高频和低频的频率不同，高频的只能用在频率高并且激励源频率与变压器频率相匹配的电路中，而低频的则相反，不能混用，即使高频的如果频率不匹配的话一般是不能用。

如果变压器传输一定的能量，工作频率高，在一定时间内传输能量的次数多，每一次传输的能量可以少，则变压器用的材料少，结构尺寸小，因此一般的高频变压器，线圈匝数比较少，尺寸可以做的非常小，低频变压器线圈匝数比较多。

在同功率下的两种变压器，高频变压器则会比低频变压器小很多，这种情况下，高频变压器会只有低频变压器的十分之一左右。这是因为需要对低频变压器进行保护，减少u值，用硅钢片制作，但效率变差，所以要做大体积散热。

二、功放为什么要使用环形变压器?

如今，很多电子发烧友选择音响功放变压器时都是选环形变压器，音响功放采用环形变压器是由于音频功放的特性所决定的。

与其它设备用电量基本不同，音频功放用电量不但变化快，而且变化幅度也大。这就要求变压器必须瞬间过载能力强，响应速度快，否则会容易形成噪声、声音不饱满、音质不好等。

环形变压器在同等体积中由于容量大，直耦式几乎0延迟响应，能满足音响供电特点。

环形变压器应用在音响功放中的优点：

1、电效率高铁心无气隙，叠装系数高 。

2、外形尺寸小，重量轻，环形变压器比叠片式变压器重量可以减轻一半。

3、磁干扰较小，环形变压器铁心没有气隙，绕组均匀地绕在环形的铁心上，这种结构导致了漏磁小，电磁辐射也小。

4、振动噪声较小，铁心没有气隙能减少铁心感应振动的噪音，绕组均匀紧紧包住环形铁心，有效地减小磁致伸缩引起的“嗡嗡”声。

5、运行温度低由于铁损，铁损很小，铁心温升低，绕组在温度较低的铁心上散热情况良好，所以变压器温升低。

6、容易安装，环形变压器只有中心一个安装螺杆，特别容易在电子设备中进行快速安装与拆卸。

变压器，这一变换交流电压、电流和阻抗的器件，其工作原理在于铁芯(或磁芯)中产生的交流磁通。当初级线圈中通入交流电流时，铁芯便会产生这种磁通，进而在次级线圈中感应出相应的电压(或电流)。其结构主要包括铁芯(或磁芯)以及两个或多个绕组的线圈。其中，接电源的绕组被称为初级线圈，而其他绕组则称为次级线圈。

一、变压器的制作原理阐释：

在发电机的运作过程中，无论是线圈在磁场中运动，还是磁场固定而线圈在其中运动，都会在线圈内产生感应电势。这两种情况虽然磁通总量保持不变，但与线圈相交链的磁通数量却会发生变化，这正是电磁互感应的原理。变压器正是基于这一原理，实现了电压、电流和阻抗的变换。

二、变压器的多样化分类

变压器可以根据不同的标准进行多种分类。按冷却方式，变压器可分为干式(自冷)、油浸(自冷)和氟化物(蒸发冷却)三大类。在防潮方面，则有开放式、灌封式和密封式变压器之分。此外，根据铁芯或线圈的结构，变压器可进一步细分为芯式、壳式、环型和金属箔等多种类型。另外，根据电源的相数，变压器又可分为单相、三相和多相等不同类型。最后，根据其具体用途，变压器又可分为电源、调压、音频、中频、高频和脉冲等多种用途的变压器。

三、电源变压器的特性参数

工作频率：

变压器铁芯的损耗与频率紧密相关，因此，设计和使用时必须考虑使用频率，这种频率被称为工作频率。

额定功率：

在特定的频率和电压条件下，变压器能够持续工作而不超过规定温升的输出功率，被称为额定功率。

额定电压：

它是指在变压器线圈上允许施加的电压，工作时必须控制在规定范围内。

电压比：

这是指变压器初级电压与次级电压之间的比值，分为空载电压比和负载电压比。

空载电流：

当变压器次级开路时，初级仍会有一定的电流，这部分电流被称为空载电流。它由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz的电源变压器，空载电流近似等于磁化电流。

空载损耗：

在变压器次级开路的情况下，初级测得的功率损耗被称为空载损耗。主要损耗是铁芯损耗，而空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损)相对较小。

效率：

它表示次级功率P2与初级功率P1的比值，以百分比形式呈现。通常，变压器的额定功率越大，其效率也越高。

绝缘电阻：

它反映了变压器各线圈之间以及线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的大小受到绝缘材料性能、温度和湿度的影响。

四、音频变压器与高频变压器特性参数

频率响应：

这描述了变压器次级输出电压如何随工作频率而变化。

通频带：

当变压器在中间频率的输出电压为U0，且输出电压(输入电压保持恒定)降至0.707U0时的频率范围，被称为变压器的通频带B。

初、次级阻抗比：

在变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri，以实现阻抗匹配时，这两个阻抗的比值即被称为初、次级阻抗比。阻抗匹配状态下，变压器能够达到最佳工作状态，从而实现最高的传输效率。

五、低频变压器的技术参数

工作频率范围：

低频变压器所适用的频率范围。

额定电压与电流：

在规定的工作条件下，低频变压器能够持续工作的最大电压和电流值。

温升限制：

在特定工作条件下，低频变压器允许的最大温升。超过此限制可能会影响变压器的性能和寿命。

电压变换功能

变压器能够根据需要将输入电压升高或降低，这是其最基本也最重要的功能。通过电磁感应原理，变压器能够轻松实现电压的变换，从而满足不同电气设备的供电需求。这种电压变换功能不仅提高了电能的传输效率，还有效地减少了电能在传输过程中的损耗。

高效能量转换

变压器在电能转换过程中具有高效率的特点。由于其工作原理基于电磁感应，因此能够以最小的能量损失实现电压的变换。这种高效能量转换不仅有助于节能减排，还降低了运营成本，对于电力系统的经济运行具有重要意义。

安全保障

变压器在设计中充分考虑了安全防护措施，如过载保护、短路保护等，确保在异常情况下能够及时切断电源，防止设备损坏和人身安全事故的发生。这些安全保障措施使得变压器在各种环境下都能稳定运行，为电力系统的安全提供了有力保障。