變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置,主要構(gòu)件是初級(jí)線(xiàn)圈、次級(jí)線(xiàn)圈和鐵芯(磁芯)。主要功能有:電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。按用途可以分為:電力變壓器和特殊變壓器(電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等)。電路符號(hào)常用T當(dāng)作編號(hào)的開(kāi)頭.例: T01, T201等。
法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個(gè)“電感環(huán)”,稱(chēng)為“法拉第感應(yīng)線(xiàn)圈”,實(shí)際上是世界上只變壓器雛形。但法拉第只是用它來(lái)示范電磁感應(yīng)原理,并沒(méi)有考慮過(guò)它可以有實(shí)際的用途。
變壓器由鐵芯(或磁芯)和線(xiàn)圈組成,線(xiàn)圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級(jí)線(xiàn)圈,其余的繞組叫次級(jí)線(xiàn)圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線(xiàn)圈構(gòu)成,
鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線(xiàn)圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗,鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線(xiàn)圈之間沒(méi)有電的聯(lián)系,線(xiàn)圈由絕緣銅線(xiàn)(或鋁線(xiàn))繞成。一個(gè)線(xiàn)圈接交流電源稱(chēng)為初級(jí)線(xiàn)圈(或原線(xiàn)圈),另一個(gè)線(xiàn)圈接用電器稱(chēng)為次級(jí)線(xiàn)圈(或副線(xiàn)圈)。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的,不可避免地存在銅損(線(xiàn)圈電阻發(fā)熱)、鐵損(鐵心發(fā)熱)和漏磁(經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線(xiàn))等,為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是:忽略漏磁通,忽略原、副線(xiàn)圈的電阻,忽略鐵心的損耗,忽略空載電流(副線(xiàn)圈開(kāi)路原線(xiàn)圈線(xiàn)圈中的電流)。例如電力變壓器在滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)(副線(xiàn)圈輸出額定功率)即接近理想變壓器情況。
1832年,法國(guó)人畢克西發(fā)明了手搖式直流發(fā)電機(jī),其原理是通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)永磁體使磁通發(fā)生變化而在線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),并把這種電動(dòng)勢(shì)以直流電壓形式輸出;
1866年,德國(guó)的西門(mén)子發(fā)明了自勵(lì)式直流發(fā)電機(jī);
1870年,比利時(shí)的格拉姆制成了環(huán)形電樞,發(fā)明了環(huán)形電樞發(fā)電機(jī)。這種發(fā)電機(jī)是用水力來(lái)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的,經(jīng)過(guò)反復(fù)改進(jìn),于1875年得到了3.2KW的輸出功率;
1882年,美國(guó)的戈登制造出了輸出功率447KW,高3米,重22噸的兩相式巨型發(fā)電機(jī);
1896年,特斯拉的兩相交流發(fā)電機(jī)在尼亞拉發(fā)電廠(chǎng)開(kāi)始勞動(dòng)營(yíng)運(yùn),3750KW,5000V的交流電一直送到40公里外的布法羅市。 [2]
戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)、合同能源管理政策、市場(chǎng)化節(jié)能環(huán)保服務(wù)體系建設(shè)、資源綜合利用和再制造及節(jié)能產(chǎn)品惠民工程電機(jī)推廣為電機(jī)行業(yè)發(fā)展帶來(lái)重大機(jī)遇,與之相關(guān)的電機(jī)生產(chǎn)制造商和電機(jī)配套企業(yè)也迎來(lái)了產(chǎn)品更新?lián)Q代的市場(chǎng)增長(zhǎng)潛力。特別是為適應(yīng)低碳經(jīng)濟(jì)時(shí)代的節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新趨勢(shì),電機(jī)已逐漸成為未來(lái)市場(chǎng)的主流。
我國(guó)電機(jī)年用電量超過(guò)2萬(wàn)億千瓦時(shí),約占全國(guó)用電量的60%和工業(yè)用電量的80%。電機(jī)能耗比普通電機(jī)低20%~30%,但我國(guó)電機(jī)市場(chǎng)占有率只有10%,因此大力推廣電機(jī)會(huì)對(duì)國(guó)家推進(jìn)節(jié)能減排具有一定意義,其潛在的市場(chǎng)商機(jī)也初現(xiàn)端倪。
我國(guó)電機(jī)產(chǎn)品雖然種類(lèi)繁多,但效率普遍不高,嚴(yán)重存在"大馬拉小車(chē)"的現(xiàn)象,電機(jī)的推廣與應(yīng)用已經(jīng)刻不容緩。我國(guó)"十二五"期間將集中力量圍繞電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能工程、裝備制造調(diào)整和振興、新能源領(lǐng)域技術(shù)的大力推進(jìn),優(yōu)化發(fā)展一批節(jié)能環(huán)保重點(diǎn)產(chǎn)品,淘汰一批普通效率的電機(jī)產(chǎn)品,促進(jìn)產(chǎn)品更新?lián)Q代。在工信部公布的《高耗能落后機(jī)電設(shè)備(產(chǎn)品)淘汰目錄(第二批)》中,電機(jī)設(shè)備位列其中,預(yù)示我國(guó)電機(jī)行業(yè)即將面臨市場(chǎng)和科技的全新發(fā)展。