变压器的应用、结构和基本工作原理
变压器基础知识培训
k2 Z
I1
N2 N1
I2
N2
I2
∴变压器具有阻抗变换作用，常用在电子线路中进
行阻抗匹配。 通常可令：kZ=k2 ， kZ称为变压器阻抗变比。
变压器的功能
变压器功能有四个： ①. 电压变换的功能； ②. 电流变换的功能； ③. 阻抗变换的功能；
此外（双绕组变压器）还有： ④. 电气隔离的功能。
电气隔离功能，可保证必要的安全。
两个线圈中有两个端子为同名端，则另外两个端子 之间也是同名端；而1-4或2-3则称为“异名端”或“异 极性端”。所以说，线圈同名端的标记不是唯一的。
同名端的判别(交流法)
l交流法：
交流法接线如右图所示。电 压表两端电压 V = U1 －U2。
若1、3为同名端，因为U1、 U2 同相位，则V ＜ U1 ；
电压平衡方程
原边电压平衡方程根据基尔霍夫电压定律直接列 出：Ėσ1 = - j İ1Xσ1 —— 满足电磁感应定律
绕组电势Ė1不采用电 抗表示是因为带铁心线圈 的电抗为非线性的，不是 常数，只有进行小范围线 性处理后才能采用电抗X1 表示。
小范围线性处理：在工 作点附近进行。
注意：电势此时的性质是被当作电压降处理(电抗压降)。
目录
第一章 变压器的应用与结构 第二章 变压器的基本工作原理 第三章 三相电压的变换 第四章 特殊变压器
变压器的概述
为了供电、输电、配电的需要，就必须使用一种电气设
备把发电厂内交流发电机发出的交流电压变换成不同等级的 电压。这种电气设备就是变压器。
变压器是在法拉第电磁感应原理的基础上设计制造的一
磁势平衡方程
注意：因为变压器对电流的变换作用，磁势平衡方程 实际上就是电流平衡方程。若令电流İ′1= -（N1/N2）İ2 则：İ1=İ0+İ′1 —— 就是电流的平衡方程。
第三章 变压器
铁芯形状
“口”形：芯式变压器， 绕组包围铁芯，大容量变压器
环形变压器，其铁芯由低铁损 冷轧硅钢带绕，具有损耗小、 效率高以及电磁干扰小的特点 在相同的参数下，环形变压器铁芯的体积最小
变压器的冷却：变压器工作时铁芯和绕组都会发热，因此必 须考虑冷却问题
小容量变压器：采用自然风冷，即依靠空气的自然对流 和辐射将热量散发
大容量变压器：采用油冷方式，将变压器浸入变压器油 内，使其产生的热量通过变压器油传给外壳而散发，变 压器油还具有良好的绝缘性能 • 在X线机设备中，高压变压器副绕组输出几十千伏以上的 高压，无论是副绕组对原绕组还是对铁芯等绝缘都有非常 高的要求。 • X线机的高压变压器就采用了油冷方式
(3-4)
Z1 K 2 Z 2
选取适当的变比K，可以把负载阻抗Z2等效变换到原绕组一 侧所需要的阻抗值Z1 在电子电路中，常使用变压器来实现阻抗匹配，以获得较高 的功率输出
四、变压器的主要参数 大型变压器的外壳通常附有铭牌来标明其型号及参数， 它是正确使用变压器的依据
1.原绕组的额定电压U1N：指当变压器按规定工作方式运行时 在原绕组上应加的电源电压值
(a)抽头式
(b)滑动式
(c)混合式
图3-7 x线机控制台的电源变压器
六、变压器绕组的同极性端
变压器的同极性端：变压器不同绕组在同一变化的磁通作用 下，其感应电动势的极性相同端，用符号“·”表示 在实际运用当中，有时需要将变 压器的两个(或多个)绕组连接起来 使用来适应不同的输入电压与满 足不同的输出电压要求
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和⼯作原理变压器是利⽤电磁感应原理传输电能、信号的器件。
它具有变压、变流、变阻抗、隔离的作⽤，种类繁多应⽤⼴泛。
例如：1.电⼒系统中，升压远距离输电（如：10KV输电线路），⽤户端降压供电（如：220V市电）；2.实验室利⽤⾃耦变压器改变电源电压；3.测量上利⽤变压器扩⼤对交流电压、电流的测量范围；4.电⼦设备和仪器中利⽤变压器提供多种电压和传递信号并隔离电路上的联系。
变压器虽然⼤⼩悬殊，⽤途各异，但基本结构和⼯作原理是相同的。
变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，如下图所⽰，是它的⽰意图和符号。
变压器的结构⽰意图与符号这是⼀个简单的双绕组变压器，在⼀个闭合的铁芯上套有两个绕组，绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间都是绝缘的。
绕组通常⽤绝缘的铜线或铝线绕成，其中⼀个绕组与电源相连，称为⼀次绕组，另⼀个绕组与负载相连，称为⼆次绕组。
为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯⼤多⽤0.35～0.5 mm厚的硅钢⽚叠成，为了降低磁路的磁阻，⼀般采⽤交错叠装⽅式，即将每层硅钢⽚的接缝错开。
如下图所⽰为⼏种常见的铁芯形状。
⼏种常见的铁芯形状变压器按铁芯和绕组的组合⽅式，可分为⼼式和壳式两种，如下图所⽰。
变压器的结构形式⼼式变压器的铁芯被绕组所包围，它的⽤铁量⽐较少，多⽤于⼤容量的变压器，如电⼒变压器。
壳式变压器的绕组被铁芯锁包围，它的⽤铁量⽐较多，但不需要专门的变压器外壳，常⽤于⼩容量的变压器，如各种电⼦设备和仪器中的变压器。
变压器的⼯作原理变压器的⼯作原理，我们将从空载运⾏、负载运⾏、阻抗变换，三种情况进⾏讲述。
1.空载运⾏如下图所⽰，变压器的空载运⾏⽰意图。
变压器的空载运⾏变压器的⼀次绕组接上交流电压【u1】，⼆次侧开路，这种运⾏状态称为空载运⾏。
这时⼆次绕组中的电流i2=0，电压为开路电压【u20】，⼀次绕组通过的电流为空载电流【i10】，各量的⽅向按习惯参考⽅向选取。
上图中【N1】为⼀次绕组的匝数，【N2】为⼆次绕组的匝数。
变压器的工作原理
变压器的工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电气设备，它起着改变电压大小的重要作用。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括一、变压器的基本构造；二、变压器的工作原理；三、变压器的主要应用领域；四、变压器的维护与保养；五、变压器的未来发展方向。
一、变压器的基本构造1.1 主要构件：变压器由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和磁损耗。
1.2 绕组：一次绕组和二次绕组分别绕在铁芯上。
一次绕组与电源相连，二次绕组与负载相连。
1.3 绝缘材料：绕组之间和绕组与铁芯之间采用绝缘材料进行绝缘，以防止电路短路和绝缘击穿。
二、变压器的工作原理2.1 磁感应定律：当一次绕组中有交流电流通过时，产生的磁场会感应到二次绕组中，从而在二次绕组中产生感应电动势。
2.2 变压器原理：根据磁感应定律，当一次绕组中的匝数与二次绕组中的匝数不同时，可以实现电压的升降。
2.3 能量传递：变压器通过磁场的耦合，将一次绕组中的电能传递到二次绕组，实现电压的变换。
三、变压器的主要应用领域3.1 电力系统：变压器广泛应用于电力系统中，用于升压和降压，以适应不同电压等级的输电和配电需求。
3.2 电子设备：变压器也被应用于各类电子设备中，用于提供适宜的电压和电流，以满足设备的工作要求。
3.3 工业领域：在工业生产中，变压器被用于控制机电的启动和运行，以及供应各种设备所需的电能。
四、变压器的维护与保养4.1 温度控制：变压器在工作过程中会产生热量，需要通过散热器进行散热，保持合适的工作温度。
4.2 油浸绝缘：变压器通常采用油浸绝缘，需要定期检查绝缘油的质量和绝缘材料的状态，以确保变压器的正常运行。
4.3 维护记录：及时记录变压器的运行状况、维护情况和故障处理过程，为后续的维护工作提供参考和依据。
五、变压器的未来发展方向5.1 高效节能：未来的变压器将更加注重能源的高效利用，减少能量损耗和环境污染。
5.2 智能化控制：随着科技的发展，变压器将逐渐实现智能化控制，提高运行的稳定性和可靠性。
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和工作原理变压器是一种电力设备，它可以将交流电的电压从一个电路传递到另一个电路，同时保持电功率不变。
变压器的结构和工作原理是非常重要的，因为它们决定了变压器的性能和应用范围。
一、变压器的结构变压器的结构主要由铁芯、绕组、绝缘材料和外壳组成。
1. 铁芯铁芯是变压器的主要结构部件，它由硅钢片叠压而成。
铁芯的作用是提供一个磁路，使得变压器的磁通可以顺利地传递。
铁芯的材料选择非常重要，因为它会影响变压器的效率和损耗。
2. 绕组绕组是变压器的另一个重要部件，它由导线绕制而成。
绕组分为一次绕组和二次绕组，它们分别连接到输入电源和输出负载。
绕组的数量和大小取决于变压器的功率和电压等级。
3. 绝缘材料绝缘材料是变压器的保护层，它可以防止电流泄漏和短路。
绝缘材料通常由纸板、绝缘漆和绝缘纸组成。
4. 外壳外壳是变压器的外部保护层，它可以防止灰尘、水和其他杂质进入变压器内部。
外壳通常由金属或塑料制成。
二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，它可以将一个电路的电压转换为另一个电路的电压。
变压器的工作原理可以分为两个部分：磁路和电路。
1. 磁路变压器的磁路由铁芯和绕组组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会穿过铁芯并传递到二次绕组。
由于二次绕组和一次绕组的匝数不同，所以二次绕组会产生一个不同的电压。
2. 电路变压器的电路由一次绕组、二次绕组和负载组成。
当一次绕组通电时，它会产生一个电流，这个电流会通过二次绕组并驱动负载。
由于二次绕组的电压不同，所以负载会产生一个不同的电流。
变压器的工作原理可以用下面的公式表示：V1 / V2 = N1 / N2其中，V1和V2分别表示一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。
这个公式表明，当一次绕组的电压和匝数变化时，二次绕组的电压也会相应地变化。
三、变压器的应用变压器是一种非常重要的电力设备，它被广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
变压器的工作原理
变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程。
二、基本原理1. 电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动或者磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。
变压器利用这一原理实现电压的转换。
2. 互感现象互感现象是指两个或者多个线圈通过磁场相互耦合时，其中一个线圈中的电流变化会在其他线圈中产生感应电动势。
变压器中的两个线圈分别称为主线圈和副线圈。
三、变压器的结构1. 铁心变压器的铁心是由硅钢片叠压而成，主要作用是提高磁通的传导性能，并减少铁损耗。
2. 主线圈主线圈是变压器的输入线圈，通常由较粗的导线绕制而成。
当主线圈中通过交流电流时，会在铁心中产生磁场。
3. 副线圈副线圈是变压器的输出线圈，通常由较细的导线绕制而成。
副线圈通过互感现象与主线圈相连，将主线圈中的磁场转换为感应电动势。
四、变压器的工作过程1. 变压器的工作原理可以分为两个阶段：磁场建立和磁场消失。
2. 磁场建立阶段当交流电通过主线圈时，产生的交变电流会在主线圈中产生交变磁场。
由于主线圈和副线圈之间的互感作用，副线圈中也会产生交变电动势。
3. 磁场消失阶段当交流电的方向改变时，主线圈中的交变磁场也会改变方向。
这个变化的磁场会在副线圈中产生感应电动势，导致副线圈中的电流方向发生变化。
4. 变压器的电压转换根据互感现象，变压器中主线圈和副线圈的匝数比可以决定输出电压与输入电压的比例关系。
当主线圈匝数较大时，输出电压相对较低；当主线圈匝数较小时，输出电压相对较高。
五、总结变压器是一种基于电磁感应和互感现象的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由铁心、主线圈和副线圈组成。
变压器的工作过程包括磁场建立和磁场消失两个阶段，通过互感现象实现电压的转换。
变压器在电力系统中起到了重要的作用，广泛应用于输电、配电和电子设备中。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。
5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。
这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。
变压器的基本结构与工作原理
变压器的基本结构与工作原理变压器，这个名字一听就有点高大上，但其实它的工作原理就像我们日常生活中的很多事情，简单而又神奇。
你想啊，就像你把一杯热水倒入另一杯冷水，温度就会慢慢平衡一样，变压器也在电流的世界里做着类似的事情。
那今天就来聊聊这个小家伙的基本结构和它是怎么工作的吧！1. 变压器的基本结构1.1 铁心首先，变压器的核心部分就是铁心。
这玩意儿可不简单，想象一下，它就像是变压器的脊梁骨，得承受一切。
一般来说，铁心是由很多层薄铁片叠成的，目的是为了减少能量的损耗。
你知道的，越薄越轻，热量就不容易散发，节省电力也省心。
它的工作方式就像一个优雅的舞者，轻轻地在电流中舞动，把能量传递得流畅无比。
1.2 绕组接下来，绕组就是变压器的“心脏”了。
它们一般分为高压绕组和低压绕组，就像是两个兄弟，一个负责“高大上”，一个负责“接地气”。
电流在高压绕组里走得飞快，像个风一样呼啸而过；而在低压绕组里，它则慢慢变得温和，适合我们日常使用。
这个过程就像一个调皮的小孩子，时而奔放，时而安静，总是给我们带来惊喜。
2. 变压器的工作原理2.1 电磁感应好了，讲到这里，很多人可能会问，这变压器到底是怎么工作的呢？其实，变压器的工作原理主要是依靠电磁感应。
简单来说，就是一个线圈里有电流流动时，周围就会产生磁场。
这个磁场就像是魔法一样，能影响到另一个线圈。
你想啊，如果你在火锅店里，锅里煮的火锅冒着热气，旁边的食材也会被吸引过来一样。
电流通过高压绕组产生的磁场，就能让低压绕组里的电流悄悄跑出来。
2.2 电压转换当我们把电流传递给低压绕组的时候，电压就会发生变化。
就像我们常说的“换个地方看看”，有时候会让事情变得更好。
在变压器中，电压的高低取决于绕组的圈数比。
如果高压绕组的圈数多，那么电压就高；反之，如果低压绕组的圈数少，电压就低。
这个过程就像打麻将，手里的牌决定了你能出的招数，变压器的“牌”也是这样定的。
3. 变压器的应用3.1 生活中的变压器变压器的应用可谓无处不在。
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理变压器是一种能改变交流电压而保持交流电频率不变的静止的电器设备。
在电力系统的送变电过程中，变压器是一种重要的电器设备。
送电时，通常使用变压器把发电机的端电压升高。
对于输送一定功率的电能，电压越高，电流就越小，输送导线上的电能损耗越小。
由于电流小，则可以选用截面积小的输电导线，能节约大量的金属材料。
用电时，又利用变压器将输电导线土的高电压降低，以保证人身安全和减少用电器绝缘材料的消耗。
通常超高压输电线上的电压可达500 kV(即50万伏)。
但是，在工农业生产和日常生活中需要各种不同等级的交流电压。
例如，应用广泛的三相异步电动机的额定电压为380 V或220 V，一般照明电压为220 1V，机床局部照明的额定电压为36 V、24 V或者更低，许多设备经常要求多种电压供电。
所以在实际工作中，采用各种规格的变压器来满足不同的需要。
变压器除了能改变交变电压外，还具有改变交流电流(如电流互感器)，变换阻抗(如电子电路中的输入，输出变压器)以及改变相位等作用。
所以，变压器是输配电、电工测量和电子技术等方面不可缺少的电器设备。
一、变压器的基本结构虽然变压器种类繁多，用途各异，电压等级和容量不同，但变压器的基本结构大致相同。
最简单的变压器是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上又相互绝缘的绕组所构成，如图4—1所示。
绕组又称线圈，是变压器的电路部分。
与交流电源相接的绕组叫做一次绕组，简称一次；与负载相接的绕组叫做二次绕组，简称二次，如图4-2所示。
铁心是变压器的磁路部分，用厚度为0.35～0.5 mm 时硅钢片叠戏。
根据变压器铁心构造及绕组配置情况，变压器有芯式和壳式两种。
如图4—3a 所示是单相芯式变压器，采用口形铁心。
一、二次绕组分别套在铁心上。
如图4—3b 所示是单相壳式变压器，常用的有山字形（E1）F 形、日字形等铁心，如图4—4既示。
二、变压器的工作原理如图4—5所示是单相变压器工作原理示意图。
变压器的基本工作原理和基本结构
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目 录
• 变压器概述 • 变压器的基本工作原理 • 变压器的基本结构 • 变压器的运行和维护 • 变压器的发趋势和未来展望
01
变压器概述
变压器定义
01
变压器是一种利用电磁感应原理 改变交流电压的设备。
02
它通常由两个或多个绕组组成， 一个绕组接入电源作为原边，另 一个绕组接入负载作为副边。
匝间绝缘是绕组之间的绝缘，采用 绝缘材料如纸板、玻璃纤维等。
层间绝缘是不同匝数的绕组之间的 绝缘，采用绝缘材料如绝缘纸等。
变压器的油箱和冷却系统
油箱是变压器的外壳，用于容纳变压 器内部的主要部件。
冷却系统包括散热器和油泵，用于将 变压器运行过程中产生的热量传递到 散热器上，再通过油泵循环冷却油， 保持变压器正常运行温度。
03
变压器的基本结构
变压器的铁芯
铁芯是变压器的重要组成部分， 由硅钢片叠装而成，具有良好的 磁导性。
铁芯分为心柱和铁轭两部分，心 柱用于绕制原边线圈，铁轭用于 连接心柱。
铁芯的作用是作为变压器磁路的 主体，传递和转换磁场，进而实 现电压和电流的变换。
为了减小铁损和磁滞损耗，铁芯 采用涂漆绝缘处理。
变压器的电流变换原理
变压器的电流变换是指通过调节一次绕组的电 压或电流，改变铁芯中的磁通量，从而影响二 次绕组的电流。
当二次绕组接负载时，电流在绕组中产生磁场， 磁场在铁芯中产生磁通量。磁通量在二次绕组 中产生感应电动势，从而形成二次电流。
通过改变一次绕组的电压或电流，可以改变铁 芯中的磁通量，从而改变二次绕组的电流。
通过智能化的监控和维护系 统，能够实时监测变压器的 运行状态，预测潜在故障并 及时采取维护措施，提高变
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此外，额定值还有额定频率fN、效率η、温升T等。
4.3 单相变压器的空载运行
4.3.1、空载运行时的物理情况
U1
I0
0
U1
E1
E1
1
U2
U1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
第四章 变压器
变压器是一种静止电机，它通过线圈间的电磁 感应，将一种形式的电信号（或电能）转换成同频 率的另一种形式的电信号（或电能）。
4.1 变压器的应用、结构和基本工作原理
4.1.1、变压器的用途简介
在自动控制系统中常用的变压器有小功率电源变 压器和作为信号传递的信号变压器：脉冲变压器、输 入输出变压器等。
扫描仪
12V
防身器
3000V
手机充电 4.2V 4.4V 黑白电视机显像
器
5.3V
管
几万伏
录音机
6V
9V
12V
彩色电视机显像 管
十几万伏
但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这 些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？
理想变压器原副线圈的端电压之比等于 这两个线圈的匝数之比
U1 n1 U 2 n2
i1
u+– 1e+–σe+–11
i2 +–ee+–22u+–2
X2 =L2 为二次绕组的感抗；N1
N2
为二次U绕2 组的端电压。
变压器空载时: I2 0 , U2 U20 E2 4.44 f m N2
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U20 E2 N2
K为变比（匝比）
e2
N2
d dt
E1 n1 t
ΔΦ E2 n2 Δt
E1 n1 E2 n2
铁芯
原
副
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
∽U1线 圈
n1 n2
线 U2 圈
生活中需要各种电压的交流或直流电
用电器
额定工作电 压
用电器
额定工作电 压
随身听
3V 机床上的照明灯 36V
+ ––
U1
E1 E1
R1I1 j X1 I1 E1
– ++
式中 R1 为一次侧绕组的电阻;
X1 =L1 为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗，由漏
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1σ (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，
则 U1 E1 U1 E1 4.44 f m N1
• 有效值
E1 E1m / 2 2fN1m 4.44 fN1m E2 E2m / 2 2fN2m 4.44 fN2m
• 相量
E1 j4.44 fN1 m E2 j4.44 fN2 m
漏磁感应电动势： 因为电流通过绕组产生的磁通链等于电流和该绕组
电感的乘积，即： iL N ，因此变压器原边漏 磁的通漏链电克感表，示为为常：数。1故漏i0感L1应电动，势式可中表L示1如是下原：绕组
结论：改变匝数比，就能改变输出电压。
4.7 几种其它常用的变压器
在电力系统中，除大量采用双绕组变压 器以外，还有其他多种特殊用途的变压器， 涉及面广，种类繁多。本节主要简单介绍较 常用的自耦变压器、电压互感器、电流互感 器、电焊变压器的工作原理及特点。
１．单相自耦变压器 （1）特点：铁芯上只有一个线圈，其中有一部分的 线圈为原、副线圈共用． （2）自耦变压器可以降压，也可以升压． （3）调压变压器是一种自耦变压器．
4.3 单相变压器的空载运行
4.3.1、空载运行时的物理情况
U1
I0
0
U1
E1
E1
1
U2
U1
I0
F0 I0 N1
(I2 )
u1
E 2
U 20
u2
0
E1 E 2
1
IE01R 1
对E二2 次 侧R2，I2 根 据E2K VLU：2 R2I2 j X 2 I2 U 2
式中 R2 为二次绕组的电阻;
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
• 型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等 级、冷却方式等内容
• 例一：SL7—500/10 低损耗三相油浸自冷双绕组铝 线，额定容量500KVA，高压侧额定电压10KV级电力 变压器
• 例二：SFPL——63000/110 三相强迫油循环风冷双绕 组铝线，额定容量63000KVA，高压侧额定电压110KV 级电力变压器
1、n2 >n1 U2>U1——升压变压器 2、n2 =n1 U2=U1——等压变压器 3、n2 <n1 U2 <U1——降压变压器
4.1.3、 变压器的结构及类型简介 按用途分：电力变压器（升压变压器、降压变压 器 ）和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、 三绕组变压器和多绕组变压器。
在电力系统中用的变压器是作为电能之间的转换， 为电力变压器。
在控制系统中用的变压器的容量小，多为不超过几 千伏安的单相变压器；电力变压器的容量大，为几千伏 安以上。
本章已自动控制系统中用的单相变压器为例介绍变 压器的基本理论。
4.1.2 变压器的基本工作原理
变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。
理想变压器
如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去 原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变 压器我们称之为理想变压器.这是物理学中又一种理想 化模型。
理想变压器的电压规律
I1
I2
~ 原、副线圈中通过的磁通量始终
相同(无漏磁),因此产生的感应电动势
U1
U2 R
分别是：
n1 n2
d e1 N1 dt
原、副线圈中通过的磁通量始终相同，因 此产生的感应电动势分别是：
e1
d 1
dt
dN10 dt
N1
d 0 dt
e2
d 2
dt
dN20 dt
N2
d 0 dt
e1
d 1
dt
N1
d1 dt
若不考虑原副线圈的内阻有
U1=E1 U2=E2
U1 n1 U 2 n2
E1 n1 E2 n2
此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和 气体继电器。
4.2 变压器型号与额定值
一、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等
级、冷却方式等内容，表示方法为
如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷 三绕组铜线有载调压，额定容量250000kVA，高压额定电 压220kV电力变压器。
两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电
压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分
别感应电动势。
U1
i1
u1
e1
d
i2
e1 N1 dt
u1
e2
N2Biblioteka d dte2 u2
ZL
u2 U2
只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压 的目的。
1、构造示意图
铁芯
原 ∽U1线
圈
n1 n2
(1)闭合铁芯 (绝缘硅钢片叠合而成)
E1 和
E2 。是变压器传
1
——原边绕组漏磁通，仅与原边绕组匝链，通过变 压器油或空气形成闭路，磁阻大，不传递功率
主磁能与漏磁通的区别：
●在性质上——磁路不同，因而磁阻不同。 Φ0——同时交链一、二次绕组，路径为沿铁芯而闭合的磁路，
磁阻较小，具有饱和特性，Φ0 与 I0 呈非线性关系。 Φ1δ——只交链一次绕组，它所经的路径大部分为非磁性物质，
磁阻较大， Φ1δ 与 I0 呈线性关系，不具饱和特性。 ●在作用上——功能不同。主磁通通过互感作用传递功率，
漏磁通不传递功率，仅起漏抗压降的作用。
●在数量上—— Φ0 ＞ 99% 总磁通， Φ1δ ＜1%总磁通
各电磁量参考方向的规定
强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则；电
动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则，电流正方向 与电势正方向一致。
e2
N2
d 0 dt
N 2 m
c ost
N 2 m
sin(t
90)
2fN2m sin(t 90) E2m sin(t 90)
主磁通与感应电势的关系
０
（a) 波形图
（b) 向量图
磁通与电动势之间的关系图形
结论：
●φ0 为正弦波时，e 也为正弦波 ● e滞后φ0 相位900
电动势有效值、相量表示法
变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用 0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。
二、绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。
三、油箱 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷
却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热 器或冷却器）。 四、绝缘套管
将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝 缘，担负着固定的作用。
按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。
按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。
按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和 充气式变压器。
●铁芯结构——心式、壳式
心式 —— 结构简单 工艺简单应用广泛
图 铁芯结构示意图
壳式 —— 结构复杂， 用在小容量变压器和 电炉变压器
基本结构
一、铁心
理解：
（1）互感现象：在变压器原、副线圈中由于有交变电 流而发生互相感应的现象，叫做互感现象．