6ES7217-1AG40-0XB0

時(shí)間：2023-06-15作者：潯之漫智控技術(shù)（上海）有限公司瀏覽：24

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6ES7217-1AG40-0XB0 SIMATIC S7-1200，CPU 1217C， 緊湊型 CPU，DC/DC/DC， 2 個(gè) PROFINET 端口 機(jī)載 I/O： 10 DI 24V DC；4 DI RS-422/485； 6 DO 24V DC；0.5A； 4 DO RS-422/485； 2 AI 0-10V DC，2 AO 0-20mA 電源：直流 20.4-28.8V DC， 程序存儲(chǔ)器/數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器 150 KB

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變壓器是基于電磁感應(yīng)原理而制成的靜止式電機(jī)，它的用途主要是用于電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。在電力系統(tǒng)中有著很多不同的電壓等級(jí)，這些電壓等級(jí)之間的變換靠的就是電力變壓器，包括升壓變壓器和降壓變壓器。如下圖28-1所示，電力變壓器在電力系統(tǒng)電能的輸送與分配過程中起著中間媒介的作用。

▲圖28-1

變壓器電流變換方面的應(yīng)用，大家較為熟悉的應(yīng)該是電流互感器了。關(guān)于電流互感器，本文接下來也會(huì)講到。既然電壓、電流都能變換，根據(jù)U=IZ（Z為阻抗符號(hào)），顯然，阻抗也是可以變換的，例如電子電路中的阻抗匹配就是通過變壓器實(shí)現(xiàn)的。

變壓器的構(gòu)造基本是大同小異，主要構(gòu)件都有初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）三部分。而隨著電壓等級(jí)的升高，變壓器的體積也會(huì)隨之增大。下圖28-2為幾種變壓器的實(shí)物圖，從圖中我們可以看到，高低壓變壓器的大小差別特別明顯。另外，心式變壓器和殼式變壓器的區(qū)別如圖28-2右邊所示。

▲圖28-2

變壓器的分類除了高低壓上的區(qū)別外，還有很多種分類方式。例如按相數(shù)分可以分為單相、三相及多相變壓器；按用途分可以分為電力變壓器、儀用變壓器、特種變壓器等；按繞組形式分可以分為雙繞組、三繞組和變壓器等。上文說到，變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，如圖28-3所示，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈（或者叫一次繞組等），其余的繞組叫次級(jí)線圈（或者叫二次繞組等）。關(guān)于變壓器的工作原理，其實(shí)就是一次繞組流過勵(lì)磁電流，勵(lì)磁電生的磁通沿鐵芯構(gòu)成磁路，該磁通穿過二次繞組，然后使得二次繞組產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，若二次回路閉合，則會(huì)流過二次電流，通過一、二次繞組的匝數(shù)不同達(dá)到變壓的目的。而鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。

▲圖28-3

變壓器是基于電磁感應(yīng)原理的實(shí)際應(yīng)用，如果大家是按《電工基礎(chǔ)》系列文章的順序?qū)W習(xí)的，那么變壓器的工作原理不用我講大家也已經(jīng)懂了。




在《電工基礎(chǔ)》中，曹老師還講到了變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行，但是沒有講得很詳細(xì)，這是理所當(dāng)然的，《電工基礎(chǔ)》本就是基礎(chǔ)課程，如果大家想深入學(xué)習(xí)變壓器的知識(shí)，還是要看一些其他的專業(yè)課程。我再此就按曹老師的課程，給大家簡單講解一下變壓器的空載運(yùn)行和負(fù)載運(yùn)行。




▲圖28-4

變壓器的空載運(yùn)行，是指變壓器的原邊繞組接入電源，而副邊繞組處于開路的工作狀態(tài)。此時(shí)，變壓器原邊繞組中流過的電流稱為變壓器的空載電流，空載電生空載磁場(chǎng)。如上圖28-4所示，一次繞組外加交流電壓，使得一次繞組流過一次電流（空載電流），此時(shí)一、二次繞組都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，即一次線圈產(chǎn)生的壓降為U1，二次線圈的端口電壓為U20。根據(jù)電磁感應(yīng)定律e=-NΔφ/Δt，兩個(gè)繞組處在同一磁路，所穿過的磁通變化率相同，此時(shí)有一次線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與二次感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)數(shù)值之比（或者一次電壓與二次電壓數(shù)值之比）等于兩個(gè)繞組的匝數(shù)之比，如圖28-4所示，即U1/U20=N1/N2=k，其中U20等于變壓器的二次額定電壓；k就是變壓器的變比。簡單來說就是，原副邊電壓之比等于原副邊匝數(shù)之比，等于常數(shù)k，這就是變壓器的變電壓作用。




變壓器的負(fù)載運(yùn)行，是指變壓器的原邊繞組接入電源，而副邊繞組處于負(fù)載運(yùn)行的工作狀態(tài)。理想情況下，此時(shí)變壓器一次側(cè)的輸入功率等于二次側(cè)的輸出功率，即P1=P2。如下圖28-5所示，其中Z1、Z2是原副邊的阻抗。阻抗，簡單來講就是電阻和電抗的矢量和，其中電抗又包括感抗和容抗，在變壓器中的電抗主要是感抗。

▲圖28-5

圖28-5中的阻抗Z1、Z2加**值符號(hào)是代表該阻抗的模。模指的是向量的大小，它和向量的區(qū)別在于，向量是有方向的，而模是沒有方向的。更多向量的知識(shí)，在這里也不做展開講解。




變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原邊線圈流過一次電生的磁通在副邊繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，由于二次回路是閉合帶負(fù)載的，此時(shí)副邊線圈就會(huì)流過負(fù)載電流，該負(fù)載電流又會(huì)產(chǎn)生磁通影響著一次線圈，原副邊線圈產(chǎn)生的磁通相互影響，然后趨于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。理想情況下，原副邊線圈的電壓、電流和阻抗的關(guān)系如圖28-5所示，即變壓器可以進(jìn)行電壓變換、電流變換以及阻抗變換。




實(shí)際工作中，變壓器的負(fù)載運(yùn)行是存在損耗的，這在之前的文章也提到過，所以變壓器的電壓變換或電流變換不可能完全等于常數(shù)即變比k，它存在一定的誤差。變壓器二次端電壓隨著二次負(fù)載電流的變化而變化，是變壓器外特性的體現(xiàn)。




▲圖28-6

如圖28-6所示，一次側(cè)外加電壓保持不變，變壓器負(fù)載后，由于一、二次側(cè)均有電流通過，必然在一次側(cè)、二次側(cè)內(nèi)阻抗上產(chǎn)生電壓降，從而使二次電壓隨負(fù)載電流的增加而變小。二次電壓與電流的關(guān)系曲線為U2=f(I2)，稱為變壓器的外特性。





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