变压器的基本理论

分析变压器内部的电磁过程

分析电压、电流、磁势、磁通、感应电势、功率、损耗等物理量之间的关系。建立变压器的等效电路模型和相量图。利用等效电路计算分析变压器的各种性能。

1、变压器的空载运行一.空载运行物理分析一次侧接额定电压U1N，二次侧开路的运行状态称为空载运行(i2=0)。空载时一次侧绕组中的电流i0 为空载(或叫激磁)电流，磁势F0=I0N1 叫励磁磁势。F0 产生的磁通分为两部分，大部分以铁心为磁路(主磁路)，同时与一次绕组N1 和二次绕组N2 匝链，并在两个绕组中产生电势e1 和e2，是传递能量的主要媒介，属于工作磁通，称为主磁通Ф。另一部分磁通仅与原方绕组匝链，通过油或空气形成闭路，属于非工作磁通，称为原方的漏磁通Ф1σ。铁心由高导磁硅钢片制成，导磁系数μ为空气的导磁系数的2000 倍以上，所以大部分磁通都在铁心中流动，主磁通约占总磁通的99%以上，而漏磁通占总磁通的1%以下。问题6-1:主磁通和漏磁通的性质和作用是什么? 规定正方向:电压U1 与电流I0 同方向，磁通Ф正方向与电流I0 正方向符合右手螺旋定则。电势E 与I0 电流的正方向相同。由于磁通在交变，根据电磁感应定律: e1= -N1 dΦ/dt e2= -N2 dΦ/dt e1σ= -N1

dФ1σ/dt 二.电势公式及电势平衡方程式推导空载时，主磁通Ф在一次侧产生感应电势E1，在二次侧产生感应电势E2，一次侧的漏磁通Ф1σ在一次侧漏抗电势E1σ。假设磁通为正弦波Ф=Фm sin ωt 则e1= -N1 dΦ/dt=-N1 dФm sin ωt/dt = -N1Фmωcosωt=N1Фmωsin (ωt-90°) =E1m sin (ωt-90°)电势在相位上永远滞后于它所匝链的磁通90o。其最大值:E1m= ω N1Фm = 2π f N1Фm 其有效值:E1=E1m/sqrt(2) = 2πf N1 Фm/1.414 = 4.44 f N1Φm 这就是电机学最重要的“4.44”公式。说明了感应电势E1 与磁通Φm、频率f、绕组匝数N1 成正比。同样可以推出e2 和e1σ的公式: e2=E2msin(ωt-90°) E2m=N2ΦmωE2=4.44 f N2 Φm e1σ=-N1dΦ1σ/dt =N1Φ1σmωsin(ωt-90°) E1σm=ω N1Φ1σm E1σ=4.44 f N1Φ1σm 由于漏磁路的磁导率μo 为常数，Φ1σm =L1σII0，故E1σ=4.44f N12L1σI0=X1σI0，即E1σ可用漏抗压降的形式表示。以上推导涉及到的电磁量均为正弦变化，可以用相量来表示。用相量时可同时表示有效值和相位。E1σ=-jX1σI0 考虑到一次侧绕组的电阻压降后，其电势平衡方程为U1=-E1-E1σ R1I0=-E1 jX1σI0 R1I0 =-E1+I0Z1 二次侧无电流，故:E2=U2 对于一次侧来说，电阻压降和漏抗压降都很小。所以U1≈-E1=4.44 f N1Φm，可见变压器的磁通主要由电源电压U1、频率f 和

一次侧绕组的匝数N1 决定。在设计时，若电压U1 和频率f 给定，则变压器磁通由匝数N1 决定。对于制成运行的变压器，其磁通Φ可以由电压U1 和频率f 控制。问题6-2:220V、50Hz 的变压器空载接到220V、25Hz 的电源上，后果如何? 问题6-3:220V、50Hz 的变压器空载接到220 直流电源上，后果如何? 三.变压器的变比k 和电压比K a) 变比k:指变压器1、2 次绕组的电势之比。k=E1/E2=(4.44fN1Φm)/(4.44fN2Φm)=N1/N2 变比k 等于匝数比。一次绕组的匝数必须符合一定条件: U1 ≈ 4.44 f N1Φm ≈ 4.44 f N1BmS N1≈U1/4.44fBmS Bm 的取值与变压器性能有密切相关。Bm≈热轧硅钢片1.11~1.5T;冷轧硅钢片1.5~1.7T b)电压比K:指三相变压器的线电压之比在做三相变压器联结绕组试验时用到电压比K 进行计算。K=(UAB/uab+UBC/ubc+UCA/uca)/3 四.空载运行时的等效电路和相量图(1)励磁电流/铁耗电阻、励磁阻抗空载运行时，电流i0 分为两部分，一部分i0w 纯粹用来产生磁通，称为磁化电流，与电势E1 之间的相位差是90°，是一个纯粹的无功电流。另一部分i0y 用来供给损耗，是一个有功电流。I0=I0w+I0r -E1=I0Rm+jI0Xm=I0Zm I0 是励磁过程必须的电流(包括磁化电流/有功电流)，称为励磁电流。Xm 的物理意义是: 励磁电抗Xm 是主磁通Φ的电抗，反映了变压器(电机)铁

心的导磁性能，代表了主磁通对电路的电磁效应。Rm 是用来代表铁耗的等效(虚拟的)电阻，称为励磁电阻。Rm+jXm= Zm 则称为励磁阻抗。(2) 空载时的等效电路用一个阻抗(Rm+jXm)表示主磁通Φ对变压器的作用，用另一个阻抗(R1 jX1σ)一次侧绕组电阻R1 和漏抗X1σ的作用，即可得到空载时变压器的等效电路。R1 和X1σ受饱和程度的影响很小，基本上保持不变。Rm 和Xm 是随着饱和程度的增大而减小。在实际应用中要注意到这个结论。变压器正常工作时，由于电源电压变化范围小，铁心中主磁通的变化不大，励磁阻抗Zm 也基本不变。

2 、变压器的负载运行一.负载运行一次侧接电源U1，二次侧接负载ZL，此时二次侧流过电流I2。一次侧电流不再是I0，而是变为I1，这就是变压器的负载运行情况。负载后，二次侧电流产生磁势F2=N2I2，该磁势将力图改变磁通Φ，而磁通是由电源电压决定的，也就是说Φ基本不变。要维持Φ不变，一次绕组的电流将由原来的I0 变为I1。I1 产生磁势F1= I1N1，F1 与F2 共同作用产生Φ，F1+F2 的作用相当于空载磁势F0，也即激磁磁势Fm。二.磁势平衡方程式F1 F2=Fm≈F0 I1N1 I2N2=ImN1≈I0N1 I1=I0+(-I2/k)=I0+I1L I1L=-I2/k 为负载后一次侧增加的电流。I1L+I2/k=0 负载后，一次侧绕组中的电流由两个分量组成，一个是其负载分量I1L，另一个是产生磁通的

励磁分量I0，I1L 产生的磁势与二次侧电流产生的磁势大小相等,方向相反,互相抵消。在满载时，I0 只占I1L 的(2-8)%，有时可将I0 忽略，即: I1+ I2/k=0 I1/I2=1/k 这就是变压器的变流作用，只有在较大负载时才基本成立，用此原理可以设计出电流互感器。三.电势平衡方程式根据规定的正方向可以写出电压平衡方程U1= -E1 I1(R1 jX1σ) = -E1+I1Z1 U2= E2-I2(R2 jX2σ) = E2- I2Z2

3、变压器的等效电路和相量图根据电势平衡方程可以画出变压器的一次侧和二次侧等效电路(Equivalent Circuit) 。由于一、二次侧绕组匝数不同，其电势E1 和E2 也不同，难以将两侧的等效电路合并成一个完整的等效电路。折算原因:为了简化计算和分析; 折算条件:折算前后，变压器的电磁效应不改变，变压器的功率大小也不改变。折算方法:我们可以将二次侧等效为用一个与一次侧匝数N1 相同的绕组来等效替代。折算以后，两侧匝数相等，E1=E'2，k=1,原来的磁势平衡方程I1N1+I2N2=ImN1 变成了I1+I'2=Im，两侧的等效电路就可以合并了。具体如下一.变压器的折算法将变压器的二次侧绕组折算到一次侧，就是用一个与一次侧绕组匝数N1 相同的绕组，去代替匝数为N2 的二次侧绕组，在代替的过程中，保持二次侧绕组的电磁关系及功率关系不变。也就是说折算前后，二次侧的磁势、功率和损耗应保持不变。二.折算过程折算

前二次侧N2\U2\I2\E2\R2\X2σ\RL\XL 为实际值折算后二次侧N2'\U2'\I2'\E2'\R2'\X2σ'\RL'\ XL' 为折算值(1)电势、电压折算E2'=4.44 f N1Фm=E1 E2=4.44 f N2Фm 所以E2'/E2=N1/N2=k，E2'=kE2 同样U2'=kU2 (2)电流折算N1I2'=N2I2 I2'=I2N2/N1=I2/k (3)阻抗折算阻抗折算要保持功率/损耗不变(I2')2R2'=(I2)2R2 R2'=(I2/I2')2 R2=k2R2 (I2')2X2σ'=(I2)2X2σX2σ' = (I2/I2')2 X2σ= k2X2σ(I2')2 RL'=(I2)2 RL RL'=(I2/I2')2 RL= k2 RL (I2')2XL'=(I2)2XL XL'=(I2/I2’)2 XL= k2XL 三.变压器的等效电路(Equivalent Circuit) (1) 折算后的方程U1= -E1+I1(R1+jX1σ) U2'= E2' - I2'(R2+jX2σ) I1 I2'=Im≈I0 - E1= - E2'= Im (Rm+jXm) = ImZm (2) T 型等效电路如果知道效电路中各个参数、负载阻抗和电源电压，则可计算出各支路电流I1、I2'、Im/输出电压U2'/损耗/效率等，通过反折算就能计算出二次侧实际电流I2=kI2'和实际电压U2=U2'/k。(2)简化等效电路由于励磁阻抗很大，Im 很小，有时就将励磁支路舍掉，得到所谓简化等效电路。简化等效电路中,Zk=Rk+jXk，Rk 与Xk 构成变压器的漏阻抗，也叫短路阻抗，即变压器的副边短路时呈现的阻抗。Rk 为短路电阻，Xk 为短路电抗。ZL' 为折算到一次侧的负载阻抗。Rk=R1+R2' Xk=X1σ X2σ'Zk=Rk jXk 用简化等效电路计算的结果

也能够满足工程精度要求。当需要在二次侧基础上分析问题时，可将一次侧折算到二次侧。当用欧姆数说明阻抗大小时，必须指明是从哪边看进去的阻抗。从一次侧看进去的阻抗是从二次侧看进去的阻抗的k2 倍。四.变压器负载运行时的相量图根据方程式(equation)或者等效电路，可以画出相量图，从而了解变压器中电压、电流、磁通等量之间的相位和大小关系。等效电路，方程式和相量图是用来研究分析变压器的三种基本手段，是对一个问题的三种表述，相量图对各物理量的相位更直观显现出来。定性分析时，用相量图较为清楚;定量计算时，则用等效电路。

4 、变压器的参数测定和标幺值等效电路中的各种R1、R2、X1σ、X2σ、Rm、Xm、k 等，对变压器运行性能有重大影响。这些参数通常通过空载试验和稳态短路试验来求得一.变压器空载试验(求取Rm,Xm,I0,pFe ,k) 一次侧加额定电压UN，二次侧开路, 读出U1、U20、I0、p0 I0/很小，由I0 在绕组中引起的铜耗忽略不计，p0 全部为铁耗p0=pFe=RmI02 Zm=U1/I0 Rm=p0/I02 Xm=sqrt(Zm2-Rm2) k=U1/U20 Zm 与饱和程度有关，应取额定电压时的数据。空载试验也可以在二次侧做，但应注意折算到一次侧，即结果要乘以k2。二.稳态短路试验(求取RK,XK,UK,pCu ) 二次侧直接短路时的运行方式为短路运行。如果一次侧在额定电压时二次侧发生短路，则会产生

很大的短路电流，这是一种故障短路。稳态短路时，一次侧加很小的电压(额定电压的10%以下)，并在绕组电流为额定值时读取数据Ik、Uk、pk，并记录室温θ。稳态短路时，电压很低，所以磁通很小，铁耗可以忽略。pk 全部为铜耗。Uk=IkZk Zk=Uk/Ik Rk=pk/Ik2 Xk=sqrt(Zk2-Rk2) rk75=rk*(234.5 75)/(234.5 θ)+ Zk75=sqrt(rk752+Xk2) 阻抗电压:短路电压Uk 的实际值和额定电压U1N 的比值的百分数称为阻抗电压uk。uk=(Uk/U1N)100% 阻抗电压uk 是变压器的重要参数，其大小主要取决于变压器的设计尺寸。uk 的选择涉及到变压器成本、效率、电压稳定性和短路电流大小等因素。正常运行时，希望uk 小些，使得端电压随负载波动较小。但发生突然短路时，希望uk 大些以降低短路电流。三.标幺值(1)标幺值= 实际值/ 基值基值一般取额定值，标幺值就是实际值与基值的比值。一次侧的标幺值: U1*=U1/U1N，U2*=U2/U2N I1*=I1/I1N，I2*=I2/I2N P1*=P1/SN R1*=R1/Z1Np=R1/(U1Np/I1Np) X1σ =X1σ/Z1Np=X1σ/(U1Np/I1Np) (2)优点直观明了，直接反映变压器运行状态，例如I1*=1.5 说明过载了。计算方便，便于性能比较。不论变压器大小、形状，其两个主要性能指标的大小一般为I0*=0.02~0.08，Uk*=0.05~0.175 使用标幺值后，折算前后各量标幺值相同，无需折算，即:

R2*=R2'*，I2*=I2'*，U2*=U2'*

5、变压器运行时二次侧电压的变化对于负载的变压器来说，其二次侧的方程为U2=E2-I2(R2+ jX2σ)，E2=4.44f N2Фm, 由一次侧(电源)电压U1 等量决定，所以U2 会随负载电流的变化而变化。这种变化反映了变压器输出电压的稳定与否，一般用电压调整率来描述。一.电压调整率ΔU 当一次侧电压不变时，变压器从空载到负载其二次侧电压变化的数值与负载电流的大小和负载的性质(即负载的功率因数cosφ2)以及变压器本身的参数有关。一次侧加额定电压U1N 时，变压器空载时的二次侧电压U20(即是U2N)与额定负载时的二次侧电压U2 之差值(U20-U2)与二次侧额定电压U2N 之比值定义为电压调整率。ΔU=*(U20-U2)/U2N]×100%

ΔU=[(U2N-U2)/U2N]×100% ΔU=*1-U2*]×100% ΔU=*k(U2N-U2)/(kU2N)]×100%

=[(U1N-U2')/U1N]×100% 实用公式ΔU= β(Rk cosφ2 Xk sinφ2) ΔU 是变压器的重要性能指标。它与3 个因素有关: (1)负载大小，用负载系数β来反映; (2)负载性质，用cosφ2 来表示; (3)变压器本身的漏阻抗，Rk*和Xk*来表示。当为感性负载时，φ2 为正ΔU>0。当为容性负载时，φ2 为负ΔU 通常为负(个别情况为正值或0 值)。二.外特性一次侧电压为额定电压，负载功率因数cosφ2 为常数

时，二次侧电压(一般用标幺值)随负载系数β(负载电流标幺值)的变化曲线。

6 、变压器损耗和效率一.变压器损耗变压器的损耗可以分为两大类:铁耗和铜耗(铝线变压器称之为铝耗)。每类当中又有基本损耗和附加损耗之分。变压器的空载损耗主要为铁耗，稳态短路负载损耗主要为铜耗。(1) 铁耗pFe= m I02 Rm 铁耗分基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗主要是磁滞和涡流损耗。涡流损耗通过采用叠片铁心而大大降低，所以总铁耗中磁滞损耗份额较大约占60~70%。附加铁耗主要有:在铁心接缝等处由于磁通密度分布不均匀所引起的损耗;在拉紧螺杆、铁轭夹件，油箱壁等构件处所产生的涡流损耗。由于铁耗由磁密及其频率等决定，在一次侧电压不变时，磁密基本不变，所以变压器载额定电源下正常运行时，铁耗基本不变，称为不变损耗。铁耗在等效电路中用励磁电阻上的损耗来表示。pFe= m I02 Rm (2)铜耗pCu=β2 pKN 铜耗分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗指绕组电流引起的欧姆电阻损耗。附加铜耗指由于集肤效应所引起的电流在导线截面分布不均匀所产生的额外损耗。铜耗随着负载电流的变化而变化。额定电流时的铜耗称为额定铜耗pKN=m(I1N2R1+I2N2R2) 一般负载时的铜耗pCu=m(I1N2R1 I2N2R2)=β2m(I12R1 I22R2) =β2pKN 由短路负载试验在额定电流时测得的损耗可以认为

是pKN. 二.变压器的效率η输入功率:P1=mU1I1cosφ1=P2 Σp 输入出率:P2=mU2I2cosφ2=βSNcosφ2 效率: η=P2/P1=P2/(P2 Σp) =βSNcosφ2/(βSNcosφ2 pFe β2pKN) 三.最大效率将效率公式变换为η=SNcosφ2/(SNcosφ2 pFe/β βpKN) 假设cosφ2 不变，空载时β=0，输出功率η=0。β开始增大时，pFe/β变小而βpKN 增大，但由于β值尚小，pFe/β起主导作用，故效率增大,当β增大到βm 时,效率会达到最大值ηmax，在进一步增大β时，η反而会降低。令dη/dβ=0，解得β2pKN = pFe 。即当: 可变损耗=不变损耗时η最大。βm=sqrt(pFe/pKN)，一般βm=0.5∽0.77。

变压器的工作原理讲课教案

第三章变压器第一节变压器的工作原理、分类及结构一、结构 1．铁心如图，分铁心柱、磁轭两部分。材料：0.35mm的冷轧有取向硅钢片，如：DQ320，DQ289，Z10，Z11等。工艺：裁减、截短、去角、叠片、固定。 2．绕组分同心式和交叠式两大类。交叠式如右图。同心式包括圆筒式、连续式、螺旋式等，见上图。材料：铜（铝）漆包线，扁线。工艺：绕线包、套线包。 3．其它部分油箱（油浸式）、套管、分接开关等。

4．额定值额定容量S N 额定电压U 1N U 2N 额定电流I 1N I 2N 对于单相变压器，有N N N N N I U I U S 2211== 对于三相变压器，有N N N N N I U I U S 221133== 注意一点：变压器的二次绕组的额定电压是指一次绕组接额定电压的电源，二次绕组开路时的线电压。 [讨论题]一台三相电力变压器，额定容量1600kV A ，额定电压10kV/6.3kV ，Y ,d 接法，求一次绕组和二次绕组的额定电流和相电流。自己看[例3-1]。

总结：熟悉变压器额定值的规定。二、变压器的工作原理按照上图规定变压器各物理量的参考方向，有 dt d N e dt d N e φ φ2 211,-=-= 定义变比 2 121N N E E k == 工作原理：（1）变压器正常工作时，一次绕组吸收电能，二次绕组释放电能；（2）变压器正常工作时，两侧绕组电压之比近似等于它们的匝数之比；（3）变压器带较大的负载运行时，两侧绕组的电流之比近似等于它们匝数的反比；（4）变压器带较大的负载运行时，两侧绕组所产生的磁通，在铁心中的方向相反。总结：牢记变压器的四条原理。第二节单相变压器的空载运行一、空载运行时的物理情况如图，变压器一次绕组接额定电压，二次绕组开路，称为变压器空载运行。此时，变压器一次绕组流过一个很小的电流，称为空载电流i 0，大约占额定电流的2%~5%，因此空载时变压器的铜损耗是很小的。为什么？又， 11144.4N f E U m Φ=≈

12v电子变压器工作原理

电子变压器工作原理图电子变压器就是开关稳压电源。它实际上就是一种逆变器。首先把交流电变为直流电，然后用电子元件组成一个振荡器直流电变为高频交流电。通过开关变压器输出所需要的电压然后二次整流供用电器使用。开关稳压电源具有体积小,重量轻,价格低等优点,所以被广泛用在各种电器中。开关稳压电源的原理较复杂。下面一种电子变压器电路图的分析，输入为AC220V，输出为AC12V，功率可达50W。它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。电子变压器电路图: 电子变压器工作原理电路如图所示。电子变压器原理与开关电源工作原理相似，二极管VD1～VD4 构成整流桥把市电变成直流电，由振荡变压器T1，三极管VT1、VT2组成的高频振荡电路，将脉动直流变成高频电流，然后由铁氧体输出变压器T2对高频高压脉冲降压，获得所需的电压和功率。R1为限流电阻。电阻 R2、电容C1和双向触发二极管VD5构成启动触发电路。三极管VT1、VT2选用S13005，其B为15～2 0倍。也可用C3093等BUceo>=35OV的大功率三极管。触发二极管VD5选用32V左右的DB3或VR60。振荡变压器可自制，用音频线绕制在H7 X 10 X 6的磁环上。TIa、T1b绕3匝，Tc绕1匝。铁氧体输出变压器T2也需自制，磁心选用边长27mm、宽20mm、厚10mm的EI型铁氧体。T2a用直径为0．45mm高强度漆包线绕100匝，T2b用直径为1．25mm高强度漆包线绕8匝。二极管VD1～VD4选用IN4007型，双向触发二极管选用DB3型，电容C1～C3选用聚丙聚酯涤纶电容，耐压250V。此电子变压器电路工作时，A点工作电压约为12V；B点约为25V；C点约为105V；D点约为10V。如果电压不满足上述数值，或电子变压器电路不振荡，则应检查电路有无错焊、漏焊或虚焊。然后再检查VT1、VT2是否良好，T1a、T1b的相位是否正确。整个电子变压器电路装调成功后，可装入用金属材料制作的小盒内，发利于屏蔽和散热，但必须注意电路与外壳的绝缘。引外，改变T2 a、b二线圈的匝数，则可改变输出的高频电压。

变压器基本工作原理

按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器；按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器；按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器；按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等；按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构一、铁心 1.铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。

变压器工作原理

变压器变压器图片变压器 bian ya qi利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁心（磁芯）。在电器设备和无线电路中，常用作升降电压、匹配阻抗，安全隔离等。英文名称：Transformer 编辑本段变压器的简介

电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。

树脂浇注干式变压器

磁通数量却有变动，这是互感应的原理。变压器就是一种利用电磁互感应，变换电压，电流和阻抗的器件。编辑本段变压器与变频器的区别：变频器：通过它调整能够达到所需要的用电频率（50hz,60hz等），来满足我们对用电的特殊需要。变压器变频器变压器：一般为“降压器”，常见于小区附近或工厂附近，它的作用是将超高的电压降到我们居民正常用电电压，满足人们的日常用电。补充变压器工作原理：变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。 2.理想变压器不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁心损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则二.变压器的结构简介 1.铁心

变压器的基本原理和结构

第一章变压器的基本原理和结构 1.1变压器的基本原理变压器的基本组成部分是由绕在共同磁路上的两个或者两个以上的绕组所有构成，图1-1表示单相变压器。当图中的一次绕组加上交流电压U1时，一次绕组里就有交流电流i1流过，此时一次绕组将产生一个磁动势F1=N1i1，这个磁动势就会在铁心中产生一个磁通φ，显然这个磁通也是交变的，所以他将在二次绕组（也包括一次绕组）中感应出一个电动势E2。当二次侧接上负载时，在E2的作用下，负载中将有电流I2流过。这就是变压器将电能从一次侧传递到二次侧的工作过程。变压器工作原理图变压器工作的目的不仅在于实现能量从一次侧传递到二次侧，而是通过传递过程实现电压和电压和电流的改变。

1.2变压器的基本结构 1.2.1变压器的内部结构主要有：铁心、线圈、器身绝缘、引线、变压器油组成。 1.2.2变压器外部结构主要有：邮箱、散热器、储油柜、高压套管、低压瓷套、分接开关、压力释放阀、分机及控制柜、测温装置、放油阀组成等。第二章各种牵引变压器介绍 2.1 单相牵引变压器单相牵引变压器是之一种将三相电力系统（一次侧）变为适用于电力机车牵引用但相电压牵引变压器。适用于电气化铁路BT供电方式或直接供电方式的牵引变电所。根据供电网及变电所分布情况，将原边分别接110KV或220KV三相电力系统A2B2C,次边a接触网供电，b接钢轨并接地。单相牵引变压器接线如下图： 2.2 平衡牵引变压器变压器尤其适用于做电气化铁道BT供电方式或直接供电方式的牵引变电所的主变压器。

平衡变压器的原边接于110KV三相工业电力系统，中性点N可以接地，次边27.5KV二相分别接上、下行接触网供电。O端接钢轨并接地。次边线圈由a1、a2、b3、b4、b5、c6、c7线圈组成，二相引出端α、β与接地端O间的αo、βo幅值相等，相位差为90°，次边线圈的电压向量图似底脚水平延伸的A字形，线圈连接中含有a1、b4、c7组成的正三角形。原边线圈A1、A2、C3是星型（YN）接，N 为中性点可供接地系统用。如图1 图1 图中（A1）（B1）（C1）是原边线圈。（A）（B）（C）为原边端子。N 为中性点引出线端子。（a1）（a2）（b3）（b4）（b5）（c6）（c7）为次边线圈。 2.3 VV 牵引变压器这种变压器通常在BT供电或直供方式中采用。根据这种变压器的运行原理，它有两种结构形式，一种是三柱式，另一种是四柱式；三柱式既在变压器油箱中铁心为三柱结构，两个旁柱安装线圈，中柱没有线圈只作为磁路；四柱式既为两个单相变压器

变压器基础教案

第七章变压器 7.1 变压器的构造& 7.2 变压器的工作原理一、教学目标 1、了解变压器的构造、分类、额定值及使用注意事项。 2、理解变压器的工作原理，了解变压器的用途。二、教学重点、难点分析重点： 1、理解变压器的工作原理。 2、知识点：电压变换、电流变换、阻抗变换、电压平衡方程。难点： 1、理解变压器的工作原理。三、教具可拆变压器、学生电源、演示电流表等。电化教学设备。四、教学方法讲授法(以启示讲解为主)，多媒体课件。五、教学过程 Ⅰ.知识回顾 1、产生电磁感应现象的条件。 2、法拉第电磁感应定律。 II.新课

一、变压器的构造 1、变压器的分类 1）按用途分：电力变压器、专用电源变压器、调压变压器、测量变压器、隔离变压器。 2）按结构分：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器已经自耦变压器。 3）按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 2、变压器的构造基本构造：由铁心和绕组构成。铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便 1(a)、(b)所示。减少涡流和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图线圈是变压器的电路部分，是用漆色线、沙包线或丝包线绕成。其中和电源相连的线圈叫原线圈(初级绕组)，和负载相连的线圈叫副线圈(次级绕组)。 3、额定值及使用注意事项 1）额定值 ①额定容量——变压器二次绕组输出的最大视在功率。其大小为副边额定电流的乘积，一般以千伏安表示。 ②原边额定电压——接到变压器一次绕组上的最大正常工作电压。

③二次绕组额定电压——当变压器的一次绕组接上额定电压时，二次绕组接上额定负载时的输出电压。 2）使用注意事项 ①分清一次绕组、二次绕组，按额定电压正确安装，防止损坏绝缘或过载。 ②防止变压器绕组短路，烧毁变压器。 ③工作温度不能过高，电力变压器要有良好的绝缘。二、变压器的工作原理变压器是按电磁感应原理工作的，原线圈接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在原、副线圈产生感应电动势，如图2所示。 1、变压器的空载运行和变压比如图2所示，设原线圈匝数为N 1，端电压为U 1；副线圈匝数为N 2，端电压为U 2。则，原、副线圈（一次、二次绕组）电压之比等于匝数比，即 n N N U U ==2 121 （式7－1） n 叫做变压器的变压比或变化。注意：上式在推导过程中，忽略了变压器原、副线圈的内阻，所以上式为理想变压器的电压变换关系。 2、变压器的负载运行和变流比在图2的副线圈端加上负载|Z 2|，流过负载的电流为I 2,分析理想变压器原线圈、副线圈的电流关系。将变压器视为理想变压器，其内部不消耗功率，输入变压器的功率全部消耗图2 变压器空载运行原理图

变压器基本工作原理

第1章变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类一、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。变压器工作原理图当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过，并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通，这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为则 k N N e e u u ==≈2 12121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比，也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。改变变压器的变比，就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。二、电力变压器的分类变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。按用途分类：升压变压器、降压变压器；按相数分类：单相变压器和三相变压器；按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器；按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器；按调压方式分类：无载（无励磁）调压变压器、有载调压变压器；按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等；按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。三相油浸式电力变压器的外形,见图1，铁心和绕组是变压器的主要部件，称为器身见图2，器身放在油箱内部。

1.2电力变压器的结构一、铁心 1.铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料—0.35～0.5mm厚的硅钢片叠成。为了提高磁路的导磁性能，减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆，这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式铁心是变压器的主磁路，电力变压器的铁心主要采用心式结构。二、绕组 1.绕组的材料铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式

弧焊变压器工作原理分析

《弧焊电源》授课讲稿第5次课第2章弧焊变压器弧焊变压器工作原理分析 1空载状态分析（1）电路-磁路图电路-磁路耦合关系（2）基本方程式 ①1 =①0 +①L0 物理意义：总磁通①1等于主磁通①0加漏磁通①L0 E20 =U o 物理意义：空载电压U b等于空载时的2次绕组的感应电动势E20 E10的由来E 1b 1次绕组的空载感应电动势有效值 e1b 1次绕组的空载感应电动势瞬时值物理关系：同一磁通量上不同绕组的感应电动势取决于圈数 < __________________ 丿耦合系数Km物理意义：主磁通与总磁通之比由于存在漏磁，耦合系数小于1

物理意义：两个因素使输出端的空载电压低于输入电压耦合系数低于 1：存在漏磁，导致主磁通量小于总磁通量匝数比小于 1 ：导致输出端感应电动势易于输入端空载状态下输入回路的电压平衡物理意义：回路中感应电动势 E 10 、输入电压 U 1 、绕组上的压降之和为零 2 负载状态分析（1）电路- 磁路图电路 - 磁路耦合关系物理关系：主磁通由 1 次线圈中的输入电流和 2 次线圈中的输出电流共同产生 2）外特性方程式推导输入回路的电压平衡物理关系输入回路中的电压降与电动势之和为零注意漏磁产生的感应电动势被等效电感代替将输入回路的电压平衡式中的参数代换为输出回路的参数上述公式的物理意义：反映了输入回路与输出回路的磁耦合关系 E 1 转换为输出回路的感应电动势 E 2 I 1 , 转换为输入回路的空载电流 I 0 和 I 2 得到如下方程式物理意义：负载时，输出回路的感应电动势 E 2 与输出回路的电流之间的关系经如下整理即：将输入回路感应电动势将输入回路的负载电流输出回路的负载电流

变压器的工作原理及结构

变压器工作原理: 当一个交流电压U1接到初级绕组的线圈时，由于交流电的强度和极性是不停地正、负交替变化，因此初级绕组的线圈所产生的磁力线数目也不停改变。由于磁场强度的不断变化，促使缠绕在同一铁芯上的另一端线圈产生感应电动势U2 .变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。理想变压器: 不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数K=1 的变压器称之为理想变压器描述理想变压器的电动势平衡方程式为e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有不计铁芯损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比） U1/U2=N1/N2 ，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。P入=P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和. https://www.360docs.net/doc/2316768534.html,/view/30130.htm https://www.360docs.net/doc/2316768534.html,/s/blog_4876e83b0100ru0s.html 变压器(transformer)是一种电磁设备，其功能大致可分为以下作用：Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 1可以随意把交流电压值或电流值增加或减少Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 2用作阻抗匹配的设备：变压器可用来匹配不平衡的阻抗。例如某个放大器的输出阻抗是20欧，而接往4欧的扬声器，这时必须用一个变压器以正确的匝数比率来匹配此二个阻抗。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 3用做信号传输，有些信号要求有电的隔离，这时用变压器就有用了。Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号 4用与振荡电路作反馈元件Rkf838电子-技术资料-电子元件-电路图-技术应用网站-基本知识-原理-维修-作用-参数-电子元器件符号变压器就是利用线圈的互感原理把电压改变。事实上一个电感器的磁场变化可以促使在近距

变压器的工作原理是什么

一.变压器的工作原理变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器 ---- 静止的电磁装置变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。变压器原理图（图3.1.2）与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组设一次绕组的二次绕组的电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。 2.理想变压器不计一次、二次绕组的电阻和铁耗，其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器描述理想变压器的电动势平衡方程式为 e1(t) = -N1 d φ/dt e2(t) = -N2 d φ/dt 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化，则有

不计铁心损失，根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则二.变压器的结构简介 1.铁心铁心是变压器中主要的磁路部分。通常由含硅量较高，厚度为 0.35 或 0.5 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁心柱和铁轭俩部分，铁心柱套有绕组；铁轭闭合磁路之用铁心结构的基本形式有心式和壳式两种心式变压器结构示意图(图3.1.6) 2.绕组绕组是变压器的电路部分，它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压ú1时，流过电流í1，在铁芯中就产生交变磁通?1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势é1，é2，感应电势公式为：E=4.44f N?m 式中：E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻

变压器运行特性分析

课程设计名称：电机与拖动课程设计题目：变压器运行特性分析计算专业：班级：姓名：

学号：课程设计成绩评定表

变压器在我们的生活中无处不在，为了适应不同的使用目的和工作条件，现实生活中有很多种类型的变压器，常用的变压器有：电力变压器、特殊用途的电源变压器、测量用变压器、控制变压器，且这些类型的变压器在结构和性能上的差别也很大。虽然这些变压器有所不同，但是它们的基本原理是相同的。本设计通过对变压器的变换关系即电压变换、电流变换、阻抗变换，分析研究出变压器运行时的基本方程式，并通过相应的折算得出变压器的等值电路，从而完成对变压器空载，变压器负载运行，变压器空载合闸，变压器副边突然短路时的分析与计算。为了简化计算、减少计算量，本设计在相应的计算上使用MATLAB软件进行辅助。通过本设计的研究计算能对变压器的分析和计算方法有初步的了解，对变压器出现空载、负载运行、空载合闸、副边突然短路时的电压、电流变化有准确的认识。关键词：变压器；基本方程式；折算；等值电路；MATLAB计算

1 变压器结构及其组成部分 (1) 1.1变压器的基本结构 (1) 1.1.1铁芯 (1) 1.1.2绕组 (1) 1.1.3油箱和冷却装置 (2) 1.1.4绝缘套管 (2) 1.1.5其他构件 (2) 1.2变压器的额定值 (2) 2变压器的变换关系 (4) 2.1电压变换 (4) 2.2电流变换 (4) 2.3阻抗变换 (5) 3变压器等值电路及其折算关系 (6) 4变压器空载时的分析与计算 (8) 5变压器负载运行时的分析与计算 (9) 6变压器副边突然短路时分析计算 (10) 7结论 (11) 8心得体会 (12) 参考文献 (13)

变压器的基本工作原理

变压器的基本工作原理Orga nize en terprise safety man ageme nt pla nning, guida nee, in spect ion and decisi on-mak ing. en sure the safety status, and unify the overall pla n objectives

编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________

变压器的基本工作原理简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。一、变压器的种类： 1. 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2. 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。 3. 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 4. 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。 5. 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器二、变压器工作原理：变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁

通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。三、变压器的主要部件结构作用： (2) 变压器组成部件：器身（铁芯、绕组、绝缘、引线）、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置（即分接开关，分为无励磁调压和有载调压）、保护装置（吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜、净油器及测温装置等）和出线套管。 (3) 变压器主要部件的作用：（1）铁芯：作为磁力线的通路，同时起到支持绕组的作用。变压器通常由含硅量较高，厚度分别为0.35 mm\0.3mm\0.27 mm，表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成铁心分为铁

高频变压器工作原理及用途

高频变压器工作原理及用途简介是作为开关电源最主要的组成部分。开关电源中的拓扑结构有很多。比如半桥式功率转换电路，工作时两个开关三极管轮流导通来产生100kHz的高频脉冲波，然后通过高频变压器进行变压，输出交流电，高频变压器各个绕组线圈的匝数比例则决定了输出电压的多少。典型的半桥式变压电路中最为显眼的是三只高频变压器：主变压器、驱动变压器和辅助变压器（待机变压器），每种变压器在国家规定中都有各自的衡量标准，比如主变压器，只要是200W以上的电源，其磁芯直径（高度）就不得小于35mm。而辅助变压器，在电源功率不超过300W时其磁芯直径达到16mm就够了。工作原理变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。用途高频变压器是工作频率超过中频（10kHz）的电源变压器，主要用于高频开关电源中作高频开关电源变压器，也有用于高频逆变电源和高频逆变焊机中作高频逆变电源变压器的。按工作频率高低，可分为几个档次：10kHz- 50kHz、50kHz-100kHz、100kHz～500kHz、500kHz～1MHz、1MHz以上。传送功率比较大的情况下，功率器件一般采用IGBT，由于IGBT存在关断电流拖尾现象，所以工作频率比较低；传送功率比较小的，可以采用MOSFET，工作频率就比较高。制造工艺高频变压器的制造工艺要点一。绕线

A 确定BOBBIN的参数 B 所有绕线要求平整不重叠为原则 C 单组绕线以单色线即可,双组绕线必需以双色线或开线浸锡来分脚位,以免绕错 D 横跨线必需贴胶带隔离 1. 疏绕完全均匀疏开 2. 密绕排线均匀紧密 3. 线圈两边与绕线槽边缘保持足够的安全距离A,B 4. 套管长度必须足够,一端伸入绕线管的安全胶带以内,另一端伸出BOBBIN上沿面,但不得靠近PIN 5. 最外层胶带切割在铁芯组合面,切割处必须被铁芯覆盖。 6. 胶带边缘与绕线槽平齐,胶带不歪斜,不反摺不破损。 7. 跨越线底下须贴胶带,保持跨越线与底下线圈绝缘。高频变压器的制造工艺要点二。缠线 A 立式BOBBIN 粗线: 0.8φ以上缠线1圈细线0.2-0.8φ缠线1.5圈极细线0.2φ以下缠线2-3圈立式BOBBIN缠法之原则:缠线尽量压到底以不超过凸点为原则。 B 卧式BOBBIN :约缠2-3圈,疏绕不要压到底,以免焊锡时烫伤BOBBIN,如果有宽度限制且规格严格时才用此方式，将缠线压到底后焊锡，再剪边PIN，以减少整个变压器的宽度。 C 横式（卧式，BOBBIN之缠法：约缠2-3圈疏绕，不要压到底以免焊锡时烫伤BOBBIN。注：如果产品有宽度限制且规格紧必须将缠线部分剪短时为特例，此时即必须将缠线尽量压到底。高频变压器的制造工艺要点三. 套管

变压器的基本工作原理(正式版)

文件编号：TP-AR-L5642 In Terms Of Organization Management, It Is Necessary To Form A Certain Guiding And Planning Executable Plan, So As To Help Decision-Makers To Carry Out Better Production And Management From Multiple Perspectives. （示范文本）编订：_______________ 审核：_______________ 单位：_______________ 变压器的基本工作原理 (正式版)

变压器的基本工作原理(正式版) 使用注意：该安全管理资料可用在组织/机构/单位管理上，形成一定的具有指导性，规划性的可执行计划，从而实现多角度地帮助决策人员进行更好的生产与管理。材料内容可根据实际情况作相应修改，请在使用时认真阅读。一、变压器的种类： 1.按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器。 2.按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。 3.按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器。 4.按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。

5.按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器二、变压器工作原理：变压器的基本工作原理是：变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成，当一次绕组加上交流电压时，铁心中产生交变磁通，交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势与在单匝上感应电动势的大小是相同的，但一次、二次侧绕组的匝数不同，一次、二次侧感应电动势的大小就不同，从而实现了变压的目的，一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。当二次侧接上负载时，二次侧电流也产生磁动势，而主磁通由于外加电压不变而趋于不变，随之在一次侧增加电流，使磁动势达到平衡，这样，一次侧和二次侧通过电磁感应而实现了能量的传递。

变压器基本工作原理

第1章变压器的基本知识与结构 1、1变压器的基本原理与分类一、变压器的基本工作原理变压器就是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。变压器工作原理图当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组与副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为 dt d N e Φ-=11 dt d N e Φ-=22 则 k N N e e u u ==≈212121 变比k:表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。改变变压器的变比,就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。二、电力变压器的分类变压器的种类很多,可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。按用途分类:升压变压器、降压变压器; 按相数分类:单相变压器与三相变压器; 按线圈数分类:双绕组变压器、三绕组变压器与自耦变压器; 按铁心结构分类:心式变压器与壳式变压器; 按调压方式分类:无载(无励磁)调压变压器、有载调压变压器; 按冷却介质与冷却方式分类:油浸式变压器与干式变压器等; 按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器与特大型变压器。

三相油浸式电力变压器的外形,见图1,铁心与绕组就是变压器的主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部。 1、2电力变压器的结构一、铁心 1、铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料—0、35～0、5mm厚的硅钢片叠成。为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2、铁心形式铁心就是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构。二、绕组 1、绕组的材料铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。

变压器的主要功能及其原理

变压器的功能主要有：电压变换；电流变换，阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）;自耦变压器；高压变压器（干式和油浸式）等，变压器常用的铁芯形状一般有E型和C型铁芯，XED型，ED型CD型。变压器按用途可以分为：配电变压器、电力变压器、全密封变压器、组合式变压器、干式变压器、单相变压器、电炉变压器、整流变压器、电抗器、抗干扰变压器、防雷变压器、箱式变电器试验变压器转角变压器大电流变压器励磁变压器。变压器的最基本型式，包括两组绕有导线之线圈，并且彼此以电感方式称合一起。当一交流电流(具有某一已知频率)流于其中之一组线圈时，于另一组线圈中将感应出具有相同频率之交流电压，而感应的电压大小取决于两线圈耦合及磁交链之程度。一般指连接交流电源的线圈称之为「一次线圈」(Primary coil);而跨于此线圈的电压称之为「一次电压.」。在二次线圈的感应电压可能大于或小于一次电压，是由一次线圈与二次线圈间的「匝数比」所决定的。因此，变压器区分为升压与降压变压器两种。大部分的变压器均有固定的铁芯，其上绕有一次与二次的线圈。基于铁材的高导磁性，大部分磁通量局限在铁芯里，因此，两组线圈藉此可以获得相当高程度之磁耦合。在一些变压器中，线圈与铁芯二者间紧密地结合，其一次与二次电压的比值几乎与二者之线圈匝数比相同。因此，变压器之匝数比，一般可作为变压器升压或降压的参考指标。由于此项升压与降压的功能，使得变压器已成为现代化电力系统之一重要附属物，提升输电电压使得长途输送电力更为经济，至于降压变压器，它使得电力运用方面更加多元化，可以这样说，没有变压器，现代工业实无法达到目前发展的现况。电子变压器除了体积较小外，在电力变压器与电子变压器二者之间，并没有明确的分界线。一般提供50Hz电力网络之电源均非常庞大，它可能是涵盖有半个洲地区那般大的容量。电子装置的电力限制，通常受限于整流、放大，与系统其它组件的能力，其中有些部分属放大电力者，但如与电力系统发电能力相比较，它仍然归属于小电力之范围。各种电子装备常用到变压器，理由是：提供各种电压阶层确保系统正常操作;提供系统中以不同电位操作部分得以电气隔离;对交流电流提供高阻抗，但对直流则提供低的阻抗;在不同的电位下，维持或修饰波形与频率响应。「阻抗」其中之一项重要概念，亦即二手机器人电子学特性之一，其乃预设一种设备，即当电路组件阻抗系从一阶层改变到另外的一个阶层时，其间即使用到一种设备-变压器。变压器又有其做试验而用的，是试验变压器，分别可以分为充气式，油浸式，干式等试验变压器，是发电厂、供电局及科研单位等广大用户的用来做交流耐压试验的基本试验设备，通过了国家质量监督局的标准,用于对各种电气产品、电器元件、绝缘材料等进行规定电压下的绝缘强度试验变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1.变压器---- 静止的电磁装置变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。变压器原理与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次绕组与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次绕组一次绕组的二次绕组的电压相量U1 电压相量U2 电流相量I1 电流相量I2 电动势相量E1 电动势相量E2 匝数N1 匝数N2 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电变压器原理图流时，铁芯（或磁芯）中便产生交流磁通，使次级线圈中感应出电压（或电流）。变压器由铁芯（或磁芯）和线圈组成，线

变压器的基本知识

变压器的基本知识变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途）变压器的绕制工艺会有所不同的要求。变压器的功能主要有：电压变换；阻抗变换；隔离；稳压（磁饱和变压器）等，变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心。一、变压器的基本原理图1是变压器的原理简体图，当一个正弦交流电压U1加在初级线圈两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁心穿过初级线圈和次级线圈形成闭合的磁路。在次级线圈中感应出互感电势U2，同时ф1也会在初级线圈上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反而幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，初级线圈中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载，次级线圈就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁心里总磁通量不变。如果不考虑变压器的损耗，可以认为一个理想的变压器次级负载消耗的功率也就是初级从电源取得的电功率。变压器能根据需要通过改变次级线圈的圈数而改变次级电压，但是不能改变允许负载消耗的功率。二、变压器的损耗当变压器的初级绕组通电后，线圈所产生的磁通在铁心流动，因为铁心本身也是导体，在垂直于磁力线的平面上就会感应电势，这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流，好象一个旋涡所以称为“涡流”。这个“涡流”使变压器的损耗增加，并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流”所产生的损耗我们称为“铁损”。另外要绕制变压器需要用大量的铜线，这些铜导线存在着电阻，电流流过时这电阻会消耗一定的功率，这部分损耗往往变成热量而消耗，我们称这种损耗为“铜损”。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。由于变压器存在着铁损与铜损，所以它的输出功率永远小于输入功率，为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述，η=输出功率/输入功率。三、变压器的材料要绕制一个变压器我们必须对与变压器有关的材料要有一定的认识，为此这里我就介绍一下这方面的知识。 1、铁心材料：变压器使用的铁心材料主要有铁片、低硅片，高硅片，的钢片中加入硅能降低钢片的导电性，增加电阻率，它可减少涡流，使其损耗减少。我们通常称为加了硅的钢片为硅钢片，变压器的质量所用的硅钢片的质量有很大的关系，硅钢片的质量通常用磁通密度B来表示，一般黑铁片的B值为6000-8000、低硅片为9000-11000，高硅片为12000-16000， 2、绕制变压器通常用的材料有漆包线，沙包线，丝包线，最常用的漆包线。对于导线的要求，是导电性能好，绝缘漆层有足够耐热性能，并且要有一定的耐腐蚀能力。一般情况下最好用Q2型号的高强度的聚脂漆包线。 3、绝缘材料在绕制变压器中，线圈框架层间的隔离、绕阻间的隔离，均要使用绝缘材料，一般的变压器框架材料可用酚醛纸板制作，层间可用聚脂薄膜或电话纸作隔离，绕阻间可用黄腊布作隔离。 4、浸渍材料：