变压器
变压器的作用
变压器的作用
变压器是一种电气设备，它能够改变电压的大小。
其主要功能包括：
1. 电压升降：变压器可以将输入电压升高或降低到所需的输出电压水平。
例如，将高电压输送到远距离的输电线路上，以减小输电中的能量损失；或将高压电网的电压降低以供给家庭和商业用电。
2. 能量传输：变压器能够以高效的方式传输电能。
通过变压器，电能可以从发电厂传输到不同的地方，以满足不同领域的用电需求。
3. 绝缘保护：变压器可以提供电气设备之间的绝缘保护。
在将电能传输到用户或设备之前，变压器会将电压升高，从而减小电流的大小。
这种降低电流的方式能够减小电路中的能量损耗，并降低因电流过大而导致的设备故障风险。
4. 相间耦合：变压器可用于实现不同电路之间的相间耦合。
通过变压器的耦合作用，电能可以传输到不同的电路中，实现信号传递、数据交换等功能。
总的来说，变压器的作用是将电压进行升降，并实现电能的传输和绝缘保护。
它在电力系统、电子设备、通信技术等领域都有广泛应用。
变压器
第3章 变 压 器
图3.1.2 油浸式电力变压器的外形图
第3章 变 压 器 1） 铁心 铁心构成了变压器的磁路，同时又是套装绕组的骨架。
铁心分为铁心柱和铁轭两部分。铁心柱上套绕组，铁轭将铁心
柱连接起来形成闭合磁路。为了减少铁心中的磁滞、涡流损耗， 提高磁路的导磁性能，铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅 钢片叠装而成。硅钢片有热轧和冷轧两种，其厚度为0.35～0.5 mm，两面涂以厚0.02～0.23 mm的漆膜，使片与片之间绝缘。
在变压器的铭牌上，是选用变压器的依据。 1. 型号 型号可以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。例如，SL—500/10表示三相油浸式自冷双线
圈铝线，额定容量为500 kVA，高压侧额定电压为10 kV级的电
力变压器。
第3章 变 压 器 2. 额定值 （1） 额定容量SN(VA/kVA/MVA)：铭牌规定在额定使用条 件下所能输出的视在功率，通常和变压器一、二次侧的额定容 量设计为相同值。 （2） 额定电压UN（V/kV）：指变压器长时间运行所承受 的工作电压（三相为线电压），其中U1N为规定加在一次侧的 电压；U2N为一次侧加额定电压、二次侧空载时的端电压。
的联系。其中与交流电源相接的绕组称为原绕组或一次绕组，
也简称原边或初级；与用电设备（负载）相接的绕组称为副绕 组或二次绕组， 也简称副边或次级。
第3章 变 压 器
图3.1.1 单相变压器原理图
第3章 变 压 器
一次侧通入电流产生交变磁通，感应出电动势e1，二次侧
与一次侧产生的磁通交链进而产生感应电动势e2，有
（4） 按相数分类，变压器可分为单相变压器和三相变压器。
第3章 变 压 器 （5） 按调压方式分类， 变压器可分为无励磁调压变压器和 有载调压变压器。 （6） 按冷却方式和冷却介质分类，变压器可分为以空气为 冷却介质的干式变压器、以油为冷却介质的油浸式变压器（包 括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式等）和充气式 冷却变压器。 （7） 按容量分类， 变压器可分为小型变压器（容量为10～
变压器基本知识介绍
2.1 一层密绕：布线只占一层，紧密的线与线间没有空隙，整 齐不可交叉堆积(如图6.1)
高频变压器制作方法
2.2 均等绕：在绕线范围内以相等的间隔进行绕线；间隔误差在20% 以内算合格(如图6.2)
2.3 多层密绕：在一个绕组一层无法绕完，必须绕至第二层或二层以 上
低频类变压器制作方法介绍
三、 配线
低频有针脚式和引脚式两种，其配线方法也不 相同（详情参见作业指导书）
低频类变压器制作方法介绍
四、 焊 锡
1. 操作步骤 1.1 将Pin 脚沾适量助焊剂。 1.2 焊锡：将脚插入锡槽，深度如下图所示。 1.3 焊锡后不得有漏焊、虚焊现象且焊锡光亮 2. 注意事项 2.1 焊锡时部间约为2-3秒，如果线包接有保险丝，不可焊得太久 2.2 焊温（作业指导书要求） 2.3 锡温需每隔两个小时测试并记录
变压器材料介绍
三、胶带（Tape）
2.高压测试：在测试条件AC4.0KV,50Hz 1mA 1min 下，将3圈胶 带均匀缠绕在导电圆棒上，使胶带与圆棒紧密接触，高压表 笔一支接圆棒，另一支接触胶带表面，胶带不击穿。
变压器材料介绍
四、漆包线（WIRE）
1.漆包线是一条铜线（或导体）经由处理将凡立水被覆在铜线 表面，由于凡立水有绝缘功能，此时铜线经由缠绕变成线圈， 即可用于电磁感应的各种应用 2.我们常用的漆包线：直焊性聚氨酯漆包线（QA）、聚酯漆包 线（QZ）、聚胺基甲酸脂漆（UEW）、聚脂瓷漆包线（PEW）等 3.漆包线耐热等级分为：A级（105°C）、E级（120°C）、B 级（130°C）、F级（155°C）、H级（180°C） 4.漆包线常识：2UEW 耐温120°C，可以直接焊锡；而PEW 耐 温155°C，180°C，焊锡时须脱漆皮
简述变压器的概念
简述变压器的概念一、引言变压器是电力系统中最常见的电气设备之一，它是用来改变交流电压的设备。
在现代工业生产和日常生活中，变压器被广泛应用于各种场合，如电力输配电、电子设备、照明等。
二、基本概念1. 什么是变压器变压器是一种能够将交流电能从一个电路传递到另一个或多个电路的装置，通过变换互感器的绕组数比来改变输入和输出端的电压。
2. 变压器的构成通常，一个标准的变压器由两个或多个互相绝缘的线圈组成。
其中一个线圈称为“主绕组”，另一个称为“副绕组”。
主绕组连接到输入源（高压侧），副绕组连接到输出负载（低压侧）。
3. 变压器的工作原理当交流电通过主绕组时，它会产生磁场。
这个磁场会穿过铁芯并传递到副绕组中。
根据法拉第定律，当磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。
因此，在副绕组中会产生一定的电压。
这个电压与主绕组中的电压成正比，但是与副绕组中的绕组数成反比。
三、变压器的分类1. 按照用途分类根据变压器的用途，可以将其分为功率变压器、配电变压器、特殊变压器等。
2. 按照结构分类根据变压器的结构，可以将其分为油浸式变压器、干式变压器、气体绝缘变压器等。
3. 按照相数分类根据变压器中主副绕组之间的连接方式，可以将其分为单相变压器和三相变压器。
4. 按照功率大小分类根据变压器的功率大小，可以将其分为小型变压器、中型变压器和大型变压器。
四、应用领域1. 电力输配电领域：在输配电系统中，大型功率变压器被广泛应用于高电平输电和低电平配电系统。
2. 工业生产领域：在工业生产过程中，各种类型的特殊用途变压器被广泛应用于机床、焊接设备、起重设备等方面。
3. 电子设备领域：在电子设备中，变压器被广泛应用于各种类型的开关电源、充电器、逆变器等。
4. 照明领域：在照明领域，变压器被广泛应用于灯具、投影仪等方面。
五、常见问题1. 变压器为什么会发热？变压器发热的原因主要是由于铁芯和线圈的损耗以及铁芯和线圈之间的涡流损耗。
2. 变压器为什么会有噪音？变压器噪音的主要原因是由于铁芯和线圈之间的振动产生的机械声波。
关于变压器的基础知识
13、变压器调压有哪几种？变压器分接头为何多在高压侧？ 变压器调压方式有有载调压和无载调压两种：有载调压是指变压器在运行中可 以调节其分接头位置，从而改变变压器变比，以实现调压目的。有载调压变压 器中又有线端调压和中性点调压二种方式，即变压器分接头在高压绕组线端侧 或在高压绕组中性点侧之区别。 分接头在中性点侧可降低变压器抽头的绝缘水平，有明显的优越性，但要求变 压器运行时其中性点必须直接接地。无载调压是指变压器在停电、检修情况下 进行调节变压器分接头位置，从而改变变压器变比，以实现调压目的。 变压器分接头一般都从高压侧抽头，其主要是考虑： (1)变压器高压绕组一般在外侧，抽头引出连接方便； (2)高压侧电流小些，引出线和分头开关的载流部分导体截面小些，接触不良 的影响好解决。原理上，抽头在哪一侧都可以，要进行经济技术比较，如 500kV大型降压变压器抽头是从220kV侧抽出的，而500kV侧是固定的。
14、什么是变压器的过励磁？变压器的过励磁是怎样产生的？ 当变压器在电压升高或频率下降时都将造成工作磁通密度增加，变压器的铁芯 饱和称为变压器过励磁。 电力系统因事故解列后，部分系统的甩负荷过电压、铁磁谐振过电压、变压器 分接头连接调整不当、长线路末端带空载变压器或其他误操作、发电机频率未 到额定值过早增加励磁电流、发电机自励磁等情况都可能产生较高的电压引起 变压器过励磁。
3、变压器在运行中有哪些损失?怎样减少损失? 变压器运行中的损失包括两部分： (1)是由铁芯引起的，当线圈通电后，由于磁力线是交变的，引起铁芯中涡流 和磁滞损耗，这种损耗统称铁损。 (2)是线圈自身的电阻引起的，当变压器初级线圈和次级线圈有电流通过时， 就要产生电能损失，这种损失叫铜损。铁损与铜损的和就是变压器损失，这些 损失与变压器容量、电压和设备利用率有关。 因此，在选用变压器时，应尽量使设备容量和实际使用量一致，以提高设备利 用率，注意不要使变压器轻载运行。
变 压 器
3、双击原理图元件库文档图标，就可以进入原 理图元件库编辑工作界面，如下图所示。
二、 元件库编辑器界面简介
原理图元件库编辑器界面主要由元件管理器 、主工具栏、菜单、常用工具栏、编辑区等组成 。
在编辑区有一个十字坐标轴，将元件编辑区 划分为四个象限。象限的定义和数学上的定义相 同，即右上角为第一家限，左上角为第二象限， 左下角为第三象限，右下角为第四象限，一般我 们在第四象限进行元件的编辑工作。
• (1)空载运行及电压比一次绕组接交流电源，二次绕组开路的运行方 式称为空载运行，如图3一2所示。此时，一次绕组的电流i01称为励磁 电流，由于im是按正弦规律变化的，因此由它在铁芯中产生的磁通中 也是按正弦规律变化的，在交变磁通中的作用下，在一、二次绕组中 分别产生感应电动势e1、e2
•设
，则可根据电磁感应定律计算出
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第二节 单相变压器
• 解 已知U1= 220V ,U2=22V,戈=2 100匝 • 所以 •又 • 所以
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第二节 单相变压器
• 例3一2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数N1= 230匝，二次 绕组匝数N2 = 80匝，原来配有阻抗为8Ω的扬声器，现在要改接为4Ω 的扬声器，问输出变压器二次绕组的匝数应如何变动(一次绕组匝数 不变)。
• 解设输出变压器二次绕组变动后的匝数为N'2 • 当R'L= 4Ω时
• 根据题意Ri=R'i，即
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第二节 单相变压器
• 2.额定值 • (1)额定电压U1N和U2N(V)额定电压U1N是指根据变压器的绝缘强度
和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。额定电压U2N是指一 次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。 • (2)额定电流I1N和I2N(A)指根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长 期允许通过的最大电流值。 • (3)额定容量SN ( VA)指变压器在额定工作状态下，二次绕组的视 在功率。忽略损耗时，额定容量 • 二、单相变压器的同名端及其判断 • 所谓同名端是指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感 应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以“*” 或“·”标记。判断同名端可根据如下方法:
变压器的类型及分类
变压器的类型及分类变压器是一种将交流电能从一个电路传递到另一个电路的装置，它能够通过改变电压的大小，实现电能的传输和转换。
根据不同的工作原理和应用领域，变压器可以分为多种类型和分类。
本文将从变压器的类型和分类角度进行详细介绍。
一、按工作原理分类：1. 变压器的类型变压器根据工作原理的不同可分为两大类：互感器和自感器。
互感器是指通过两个或多个线圈的磁耦合实现能量传递和电压变换的变压器，而自感器则是指通过单个线圈的自感作用实现电压变换的变压器。
2. 互感器的分类互感器根据线圈的连接方式和工作状态的不同，可以进一步分为两类：单相互感器和三相互感器。
单相互感器主要用于家庭和小型商业用途，而三相互感器则主要用于工业和大型商业用途。
3. 自感器的分类自感器根据线圈的结构和工作方式的不同，可以分为两类：铁芯自感器和空芯自感器。
铁芯自感器是指线圈绕制在铁芯上的变压器，它具有较高的效率和较低的损耗；而空芯自感器是指线圈未绕制在铁芯上的变压器，它具有较低的成本和较高的频率响应。
二、按应用领域分类：1. 功率变压器功率变压器是指用于电力系统和工业领域的大功率变压器，它们通常具有较高的电压等级和较大的容量。
功率变压器主要用于电力输配、电力变换和工业生产等领域。
2. 隔离变压器隔离变压器是一种具有较高绝缘强度和较低耦合度的变压器，它主要用于将一个电路与另一个电路进行隔离，以保证电路的安全和稳定运行。
隔离变压器广泛应用于医疗设备、通信设备和精密仪器等领域。
3. 自耦变压器自耦变压器是一种将输入线圈和输出线圈通过共用一部分线圈实现电压变换的变压器，它具有体积小、重量轻和成本低的特点。
自耦变压器主要用于家用电器、电子设备和通信系统等领域。
4. 调压变压器调压变压器是一种能够根据输入电压的变化自动调整输出电压的变压器，它主要用于电力系统和电子设备中，以提供稳定的电压输出。
调压变压器广泛应用于工业自动化、电力调节和电子设备保护等领域。
变压器
原边漏电势由原边绕组链接漏磁链得到，
dφ1σ e1σ = N1 = ω N1φ1σm sin(ω t - 900 ) 相量表示： dt E1σ = j 4.44 f1 N1φ1σm
漏电势分析
漏磁通Φ1σ通过的磁路是线性的，漏磁链Ψ1 σ与产生漏磁链 的电流i0呈线性关系，漏电势可表示为： dφ1σ dΨ1σ di0 e1σ = N1 = = L1σ dt dt dt
单相： S N = U1N I1N = U 2 N I 2 N 三相：
S N = 3U1N I1N = 3U 2 N I 2 N
第八章 变压器的基本原理
变压器空载运行：变压器的原绕组加上额定电压，副绕组开路。
几个概念：空载电流、励磁磁势、主磁通、漏磁通 以及正方向的确定
空载运行的电动势
主磁通Φ和漏磁通Φ1σ在绕组内产生的感应电动势：
U2 = I2ZL
3.变压器的基本方程 变压器的基本方程
综合分析， 变压器稳态运行时的六个基本方程式
U1 = E1 + I1Z1 U = E I Z
2 2 2 2
各电磁量之间同时满足这六个方程
利用 U1，k，Z1，Z2， Zm，ZL求解出
I1 ， I2 ，U 2。
E1 =k E2 I1 N1 + I 2 N 2 = I m N1 E1 m = I Zm U =I Z
N U1I1L = (E1)(I2 ) 2 = E2I2 N1
又 N2 =I = E N2 I1L E2 1 2 N1 N1 原边绕组从电网吸收的功率传递给副边绕组。 副边绕组 电流增加或减小的同时，引起原边电流的增加或减小，吸 收的功率也增大或减小。
U1 ≈ E1,
二 负载运行时的基本方程
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空心变压器
变压器是利用互感原理工作的一种电磁装置。
在电力系统中，变压器常用于将某一数值的交流电压或电流，变换成另一数值的交流电压或电流。
除了可以变换电压电流之外，变压器常用于变换阻抗和改变相位。
变压器的种类很多，有输电和配电使用的电力变压器，实验用的整流变压器，电解用的整流变压器，电子技术中使用的输入和输出变压器等。
尽管不同类型的变压器在结构上各有特点，并具有不同的功能，但它们的基本结构和工作原理是类似的。
1、变压器的结构和工作原理
1）变压器基本组成部分均为闭合铁心和线圈绕组，如图4.13。
图4.13 变压器的结构示意图
（1）铁心
铁心构成变压器的磁路，为了减少铁损，提高磁路的导磁性能，一般由0.35—0.55mm的表面绝缘的硅钢片交错叠压而成。
根据铁心的结构不同，变压器可分为心式（小功率）和壳式（容量较大）两种。
（2）绕组
即线圈，是变压器的电路部分，用绝缘导线绕制而成的，有原绕组、副绕组之分。
与电源相联的称为原绕组（或称初级绕组、一次绕组），与负载相联的称为副绕组（或称次级绕组、二次绕组）。
（3）冷却系统
由于铁心损失而使铁心发热，变压器要有冷却系统。
小容量变压器采用自冷式而中大容量的变压器采用油冷式。
2）单相变压器的工作原理
图4.14 变压器工作原理图
在原绕组上接入交流电压u1时，原绕组中便有电流i1通过。
原绕组的磁动势i1N1产生的磁通绝大部分通过铁心而闭合，从而在副绕组中感应出电动势。
如果副绕组接有负载，那么副绕组中就有电流i2通过。
副绕组的磁动势i2N2也产生
磁通，其绝大部分也通过铁心而闭合。
因此，铁心中的磁通是一个由原、副绕组的磁动势共同产生的合成磁通，它称为主磁通，用Φ表示。
主磁通穿过原绕组和副绕组而在其中感应出的电动势分别为e1、 e2。
此外，原、副绕组的磁动势还分别产生漏磁通Φσ1和Φσ2，从而在各自的绕和组中分别产生漏磁动势eσ1和eσ2，如图4.14（a）所示。
2、变压器的作用
1）变换电压
写出变压器原理图中原绕组电路的基尔霍夫电压定律方程为：
11111u e e i R σ++=
写成相量表示式为
1111111111U I R E E I R j I X E σ∙∙∙∙∙∙∙
=--=+-
由于原绕组的电阻R 1和感抗X 1（或漏磁通Φσ1）较小，因而它们两端的电压降也较小，与主磁电动势E 1比较起来，可以忽略不计，于是 1114.44m U E fN =-=Φ
同理可得副边电路的电压与电动势的有效值为
2224.44m U E fN =-=Φ
变压器空载时，
22020 I U E ==
式中20U 是空载时副绕组的端电压。
以上几式说明，由于原、副绕组的匝数N 1、N 2不相等，故E 1和E 2的大小也不等，因而输入电压U 1（电源电压）和输出电压U 2（负载电压）的大小也是不等的。
原、副绕组的电压之比为：
11112222
4.444.44m m fN U E N K U E fN N φφ==== （4-15） 式中K 称为变压器的变比，亦即原、副绕组的匝数比。
可见，当电源电压U 1一定时，只要改变匝数比，就可得出不同的输出电压U 2。
K ＞1，为降压变压器；
K ＜1， 为升压变压器。
变比在变压器的铭牌上注明，它通常以“6000/400V ”的形式表示原、副绕组的额定电压之比，此例表明这台变压器的原绕组的额定电压U 1N =6000V ， 副绕组的额定电压U 2N =400V 。
所谓副绕组的额定电压是指原绕组加上额定电压时副绕组的空载电压。
由于变压器有内阻抗压降，所以副绕组的空载电压一般应较满载时的电压高5%—10%。
2）、变换电流
由U 1=E 1=4.44fN 1Φm 可见，当电源电压U 1和频率f 不变时，E 1和Φm 也都近于常数。
就是说，铁心中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时是差不多恒定的。
因此有负载时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势（i 1N 1+i 2N 2）应该和空载时产生主磁通的原绕组的磁动势i 0N 1差不多相等，即
112201i N i N i N +=
变压器的空载电流i 0是励磁用的。
由于铁心的磁导率高，空载电流是很小的。
它的有
效值I 0在原绕组额定电流I 1N 的10%以内，因此I 0N 1与I 1N 1相比，常可忽略。
于是 1122i N i N =-
其有效值形式为： 1122I N I N =
所 以
12211I I N N k ==
（4-16） 可见，变压器中的电流虽然由负载的大小确定，但是原、副绕组中电流的比值是基本上不变的；因为当负载增加时，I 2和I 2N 2随着增大，而I 1和I 1N 1也必须相应增大，以抵偿副绕组的电流和磁动势对主磁通的影响，从而维持主磁通的最大值近于不变。
变压器的额定电流I 1N 和I 2N 是指变压器在长时连续工作运行时原、副绕组允许通过的最大电流，它们是根据绝缘材料允许的温度确定的。
副绕组的额定电压与额定电流的乘积称为变压器的额定容量，即
22N N N S U I =（单相）
它是视在功率（单位是伏安），与输出功率（单位是瓦）不同。
3）、阻抗变换
变压器不但可以变换电压和电流，还有变换阻抗的作用，以实现“匹配”。
负载阻抗Z 接在变压器副边，所谓等效，就是输入电路的电压、电流和功率不变。
就是说，直接接在电源上的阻抗Z`和接在变压器副边的负载阻抗Z L 是等效的。
Z L `与Z L 的关系推导如下：
12222121222122221
`()N U U N N U U Z K K Z N I N I I I N ===== 所以 2L
L Z k Z '= （4-17） 匝数比不同，负载阻抗Z L 折算到（反映到）原边的等效阻抗Z L `也不同。
我们可以采用不同的匝数比，把负载阻抗变换为所需要的、比较合适的数值。
这种做法通常称为阻抗匹配。