如何识别和检测变压器？

1.变压器的外形及电路符号

变压器是常用的电器元件,变压器的外形和电路符号如图1-14所示,其文字符号常用TC或T表示。变压器的种类很多,电工用得最多的是电源变压器、自耦变压器等。

图1-14 变压器的外形及电路符号

a)外形 b)电路符号

2.变压器的主要作用

变压器的主要作用是进行电压、电流的变换。在电源设备中,变压器主要用来变换电压,以得到设备所需的电压值。变压器一、二次电压的有效值与绕组的匝数有如下关系:

式中 N₁———变压器一次绕组的匝数;

N₂———变压器二次绕组的匝数;

U₁———变压器一次绕组两端的电压;

U₂———变压器二次绕组两端的电压。

当K>1为降压变压器;K<1为升压变压器;K=1为隔离变压器。

当变压器额定运行时,若忽略电能损耗,变换电压的同时,必定有电流的变换。变换电流的大小与一次、二次绕组的匝数比有关。变压器一、二次侧电流有效值的关系为

由上面的电压、电流变比公式可知,当变压器额定运行时,一、二次侧电压与其匝数比成正比,一、二次侧电流与其匝数成反比,即匝数越多的线圈两端电压越高,允许通过的电流越小。所以改变一、二次绕组的匝数就可以改变输出电压和电流,这就是变压器的电压、电流变换作用。

3.电源变压器

电源变压器是最常用的一类变压器,主要起到升压、降压或隔离电源之用,其中升压用的称为升压变压器,降压用的称为降压变压器,隔离电源用的称为隔离变压器。下面重点介绍一下多绕组变压器的使用技巧。

1)有些电源变压器有两个二次绕组,且两个二次绕组不连接,这种电源变压器称为多绕组电源变压器,多绕组电源变压器可以像普通变压器一样使用。如图1-15所示的二次多绕组变压器,它有6V、12V、15V三种输出电压,使用时可根据需要选用符合要求的二次电压。

图1-15 二次多绕组变压器基本使用方法

2)二次多绕组变压器的串联使用。多绕组变压器串联使用时,可以输出大小不同的交流电压。但应注意:串联使用时,一般应异名端相连,如果连接错误,输出电压是相减的关系。

例如:如图1-16所示的电源变压器,它有一个6V绕组和一个9V绕组,电路需用15V交流电,而变压器无~15V绕组,可将两绕组串联使用。即将2、3两异名端点相连,则1、4两点输出交流电压为6V+9V=15V。

3)多绕组变压器的并联使用。二次绕组的电压相等时才能并联使用,且并联时应将绕组的同名端相连,这样可提高变压器的输出电流和带负载能力,如图1-17所示。

图1-16 二次多绕组变压器的串联使用

a)原理图 b)实际连接图

图1-17 二次多绕组变压器的并联使用

a)原理图 b)实际连接图

4)有的电源变压器有两个一次绕组,如图1-18所示的变压器一次绕组的中间有一个抽头,当使用1、3绕组时,接~380V电源,使用1、2绕组时,接~220V电源。

图1-18 一次多绕组电源变压器的使用

a)原理图 b)示意图

4.自耦变压器

(1)认识自耦变压器

自耦变压器二次绕组是一次绕组的一部分,一次绕组与二次绕组之间不仅有磁耦合,还有电的直接联系;自耦变压器绕组的中间有一个滑动电刷接头,可以调节输出电压,所以又称调压器。如图1-19所示为自耦变压器的外形和电路符号。

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图1-19 自耦变压器的外形、示意图和电路符号

a)外形 b)示意图 c)电路符号

自耦变压器与普通变压器相比,只有一个绕组,用铜量少,体积小,损耗小、效率高,较为经济,通常用在实验设备上。

(2)自耦变压器的使用注意事项

1)由于自耦变压器一、二次绕组之间既有磁的联系又有电的联系,所以不能用于要求一、二次侧电路隔离的场合,否则易于发生触电事故。

2)自耦变压器的一、二次绕组不能调换使用,一次绕组N₁接输入电压,二次绕组N₂接输出电压。否则可能绕坏绕组。

3)接通电源前,应先将自耦变压器调到零位,通电后再缓慢地转动手柄,将输出电压调到所需值。用毕,再将手柄转到零位。

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5.变压器的检测

(1)绕组断路或短路的检查由于一般降压变压器绕组的阻值不是很大,所以可以用万用表R×1或R×10档,分别测量一次绕组和二次绕组的直流电阻,如图1-20所示,正常时,一次绕组的直流电阻应该大于二次绕组的直流电阻(一次绕组的电阻值为几十至几百欧,二次绕组的电阻值为几欧至几十欧),根据这一点不但可以分辨两绕组,而且可以检测一、二次绕组的好坏。如果电阻为无穷大,则表明绕组断路;如果电阻为零,则表明绕组短路,但此法不能测量局部短路,可更换同型号的变压器,如果故障消失,说明原来的变压器存在短路故障。

图1-20 绕组断路或短路的检查

(2)绝缘电阻的测试用万用表R×10k档,将万用表两表笔分别接变压器两个绕组的一端,测出两绕组之间的绝缘,如图1-21a所示;测量绕组对外壳的绝缘时,一只表笔接变压器的绕组,另一只表笔接变压器铁心,如图1-21b所示。正常时,上述测量值均应为无穷大,否则表明变压器绝缘性能降低。

图1-21 绝缘电阻的测试

a)测量绕组间的绝缘 b)测量绕组对外壳的绝缘

6.小型变压器常见故障的处理方法

(1)通电后,二次侧无输出电压

1)熔断器熔断,应检查原因,处理故障后,更换熔体。

2)一次侧的连接导线松脱,应接好松脱的导线。

3)一次或二次开路,这时测量绕组的电阻为“∞”,应查出开路点(一般在绕组与引出线的连接处),焊好、接牢并加以绝缘,或更换绕组。

(2)变压器响声过大

1)电源电压过高,应降低电压至额定值。

2)负载过重或短路,应减小负载或排除短路。

3)变压器铁心松动,应用夹紧装置或扳手将铁心紧固。

(3)变压器温升过高

1)电源电压过高,应降低电压至额定值。

2)负载短路,应查出短路点,消除短路。

3)负载过重,应更换大容量的变压器。

4)绕组内部短路,应重绕绕组。

5)硅钢片绝缘不良,应浸漆干燥处理。

(4)变压器漏电

1)变压器绝缘老化,应更换绝缘或重绕绕组。

2)铁心有毛刺使绕组绝缘受损,应修理铁心和绕组绝缘。

3)变压器外壳未接地,变压器外壳应可靠接地。

4)引出线裸露部分碰触铁心或外壳。