变压器的基本结构是由铁芯和绕组(线圈)组成的。变压器铁芯是由两面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成的。绕组是绕在铁芯上的两个匝数不等的线圈,与相连的绕组称为一次绕组,与负载相连的绕组称为二次绕组。变压器就是利用一次绕组和二次绕组匝数不同而进行变压的。
变压器的种类很多,各种变压器都是利用电磁感应原理进行工作的。在铁芯柱上装有一次绕组和二次绕组。一次绕组与电源相接,二次绕组与负载相接。当变压器一次绕组接入电源时,交流电源电压在铁芯中产生交变磁通。磁通以铁芯为闭合回路,穿过一次绕组及二次绕组,于是在二次绕组中产生感应电动势。如果在二次绕组输出端接入负载,就会在负载中流过交流电流。
根据电磁感应原理,在一次绕组和二次绕组中产生的感应电动势分别为
E1=4.44fN1Φm
E2=4.44fN2Φm
式中,f为电源频率(Hz);N1为一次绕组匝数;N2为二次绕组匝数;Φm为交变主磁通的最大值。
略去一次绕组的阻抗压降不计,则电源电压与自感电动势数值相等,即
U1=E1
空载时,二次绕组的端电压U2=E2,两绕组的电压比为
U1/U2=E1/E2=N1/N2
此关系式表明变压器一、二次绕组电压之比等于一、二次绕组匝数之比。
当二次绕组接上负载时,二次绕组电路中有电流,2通过,这时在一、二次绕组中产生的磁势满足
I1N1=I2N2
即I1/I2=N2/N1
此式说明变压器一、二、次绕组电流与一、二次绕组匝数成反比。
隔离变压器是使用输出绕阻与输入绕阻带电气隔离的变压器。广泛用于电子工业和工矿企业、机床等的一般电路控制电源和各灯光电源中,是属于安全电源,可在电力机器维修、保养中起到保护仪器、防雷、滤波等作用。
隔离变压器和普通变压器的原理实则是一样的,都是利用电磁感应原理。隔离变压器一般指的是1:1的变压器,由于次级不与地相连接,次级中电线与地不存在电位差,从而使得仪器更安全,被常用于维修电源。隔离变压器也不全是1:1的变压器。控制变压器及电子管设备电源也属于隔离变压器,这类在空调、维修等区域使用也是较为广泛。
一般变压器原、副绕阻之间虽然也存在隔离电路的作用,但在频率较高情况下,两绕阻之间的电容会造成两侧电路之间出现静电干扰。为避免这种干扰,隔离变压器的原、副绕阻一般分放在不同的心柱之上,以减小两者之间的电容;也存在采用原、副绕阻同心放置的,但是在绕阻之间加装了静电屏蔽,已获得高的一个抗干扰性。
静电屏蔽就是在原、副绕阻之间设置一片 不闭合的铜片或者非磁性导电纸,称为屏蔽层。铜片或非磁导电纸连接隔离变压器外壳。甚至有时候为了取得更好的屏蔽效果,在整个变压器的外壳还罩着一个屏蔽外壳。对绕组的引出线端也加以屏蔽,以防止其他的外来电磁干扰。
隔离变压器是属于基础于一般变压器,加以改进一些内部屏蔽和接线方式改变而产生的较普通变压器更安全、使用更广泛、更易维修操作,对抗干扰更强的一个新型变压器。在许多的电力领域都被广泛采用,使得整个生产、生活中更具保障,对生活及财产安全给予了更加全面、便利的保障。