工频变压器的频率特性

01 工频变压器

一、前言

  这是一个从报废设备上拆卸下来的工频变压器。它是把 220V交流电压降压为两路交流电。红色引线为  220V 原边；黄色和白色为两路低压副边。下面计划通过信号源测试一下该变压器的频率特性。

二、参数测量

  利用 SmartTweezer 测量变压器原边和副边线圈参数。测量频率取 100Hz。原边线圈电感为 31.94亨，电阻为12.78k欧姆。副边1 的电感为 2.053亨，1.029k 欧姆，副边2 电感为 0.55亨，210欧姆。

  ●  变压器线圈参数（100Hz）：
   原边：31.94H,12.78kΩ
   副边1（黄）：2.053H, 1.019kΩ
   副边2（白）： 0.5512H,  209.5Ω

  在变压器原边施加 220V 工频交流电压，测量两个副边输出电压。一个副边空载输出电压为41.9V，另外一个副边空载输出 为 19.75V。

三、频率特性

  测量变压器的频率特性。在原边通过DG1062输入不同频率的正弦波。副边采用一个 2k 欧姆的电阻作为负载。通过编程改变输入信号的频率，利用 FLUKE45 数字万用表测量副边 2k 负载电阻上的交流电压。绘制出不同频率下输出电压幅度。

  通过实际测量的数据来看，这种工频变压器的频率特性令人大吃一惊。居然这种变压器在信号频率大于200kHz 下，信号才开始急剧下量。这的确出乎我的意料之外。这是直接使用万用表测量输入信号在不同频率下的数值，可以看到 FLUKE45 万用表高频下 测量电压也会下降。因此，将前面测量变压器的数值除以 FLUKE45万用表的频率特性，得到这个归一化之后的变压器频率特性。大体上该变压器的频率特性并没有发生特别大的变化。

  下面利用电阻箱，测量不同电阻负载下变压器的频率特性。分别设置电阻负载为 200，750，1500，2000 欧姆。这里绘制出不通电阻下的频率特性。可以看到随着复杂电阻减少，变压器的频率带宽越来越小。在负载为 200欧姆的时候，对应的截止频率小于 10kHz。在 负载为 1.5k的时候，还可以看到 变压器频率特性中存在着一些共振峰。因此，工频变压器的传输特性与负载有着比较复杂的关系。

※ 总  结 ※

  本文对于一个工频变压器，使用信号源测量了该变压器的频率特性。随着副边负载电阻不同，对应的传输频率特性有区别。