工频变压器频率特性
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。
▲ 图1.3.1 变压器不同频率下的输出电压
▲ 图1.3.2 变压器不同频率下的输出电压
▲ 图1.3.3 FLUKE45 万用表频率特性
▲ 图1.3.4 修正后的变压器输出信号
▲ 图1.3.5 负载750欧姆频率特性
▲ 图1.3.6 负载200欧姆频率特性
▲ 图1.3.7 负载1500欧姆频率特性
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。
▲ 图1.3.8 不同负载下频率特性
※ 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。
● 相关图表链接: