电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §1—3
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电机与变压器 PPT课件
三相变压器外观示意 图
.
第二节 变压器的结构
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
.
2)感应电动势 ❖ 感应电动势 e1、e2 在相位上滞后于 Øm 的电角度是
90° ❖ 有效值是: 3)相量表达式 ❖ 根据上述讨论，有E1、E2的相量表达式为
.
磁通Fm与电势E1、E2的相量关系(图3-4)
.
2.变压器变比 ❖ 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二
次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比 ❖ 在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与 低压绕组的线电压之比
❖ ❖ ❖ ❖
.
第一节 变压器的分类
1.变压器按用途一般分为电 力变压器和特种变压器两 大类
❖ 电力变压器可分为: 升压 变压器、降压变压器、配 电变压器、联络变压器等
电力变压器外形
.
.
控制变压器
.
❖ 特种变压器可分为: 整流变压器、电炉变 压器、高压试验变压 器、控制变压器等
.
2.变压器按相数可分 为单相和三相变 压器
•变压器原理图（图3-1）
.
❖ 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次 绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，
❖ 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次 绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。
❖ 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 Fm ,该磁通量称为主磁通
.
第二节 变压器的结构
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
.
2)感应电动势 ❖ 感应电动势 e1、e2 在相位上滞后于 Øm 的电角度是
90° ❖ 有效值是: 3)相量表达式 ❖ 根据上述讨论，有E1、E2的相量表达式为
.
磁通Fm与电势E1、E2的相量关系(图3-4)
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2.变压器变比 ❖ 当一次绕组上加上额定电压 U1N 时，一般规定此时二
次绕组开路电压将是额定电压 U2N ，因此可以认为， 变压器的电压比就是匝数比 ❖ 在三相变压器中，电压比规定为高压绕组的线电压与 低压绕组的线电压之比
❖ ❖ ❖ ❖
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第一节 变压器的分类
1.变压器按用途一般分为电 力变压器和特种变压器两 大类
❖ 电力变压器可分为: 升压 变压器、降压变压器、配 电变压器、联络变压器等
电力变压器外形
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控制变压器
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❖ 特种变压器可分为: 整流变压器、电炉变 压器、高压试验变压 器、控制变压器等
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2.变压器按相数可分 为单相和三相变 压器
•变压器原理图（图3-1）
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❖ 与电源相连的线圈，接收交流电能，称为一次 绕组 用U1 ，I1，E1，N1表示，
❖ 与负载相连的线圈，送出交流电能，称为二次 绕组 用U2，I2，E2 ，N2表示。
❖ 同时交链一次，二次绕组的磁通量的相量为 Fm ,该磁通量称为主磁通
电机与变压器教学课件PPT
A
+ i1
u1 N1
P i2
+u N2 2 RL
–B
–
使用时，改变滑动端的 1
4
位置，便可得到不同的输
出电压。实验室中用的调
2 110V
0~250V
压器就是根据此原理制作 3
5
的。
220V
注意事项：
(1) 一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损 坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。
(2) 接电源的输入端一般有三个 接线头，可用于220V和110V的供电 线路，若接错会把调压器烧毁；
降压
降压
仪器 36V
降压
4.1.2变压器的基本结构
由高导磁硅钢片叠成 1. 铁心 厚0.35mm 或 0.5mm
变压器的磁路部分
一次绕组 2. 绕组
二次绕组
+
u1
i1
变压器的 电路部分
–
一次
N1
绕组
Φ
单相变压器
铁心
i2
+
u2 ZL
–
N2 二次 绕组
4.1.3变压器的工作原理
铁心
+
i1
Φ
u1
–
一次
2、一次侧额定电压——接到变压器一次侧绕组上的最 大正常工作电压。
3、二次侧额定电压—— 当变压器的一次侧绕组上额 定电压时，二次侧绕组的空载电压。
4.1.5几种常用的变压器
（一）自耦变压器
1、自耦变压器的铁芯上只有一个绕组，一次、二次
绕组从一次绕组直接由由抽头引出。
U1 N1 K U2 N2 I1 N2 1 I2 N1 K
aA b BcC
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §5—4
一般三相异步电动机的λ 为1.8~2.5；特殊用 途电动机的过载能力较大，λ 可达3ห้องสมุดไป่ตู้4。
三相异步电动机 的机械特性
（4）机械特性曲线上的d 点 机械特性曲线上d 点是(Tst，0)点，该点出现 在三相异步电动机接通电源启动瞬间，由于机械 惯性，电动机转子的转速为零，产生的电磁转矩 为启动转矩Tst。
三相异步电动机
Y系列三相异步电动机的启动转矩倍数Km一般为
的机械特性
1.7~2.2，特殊电动机的启动转矩倍数Km可达2.6~3.1。
（5）关于三相异步电动机机械特性的两个结论 1）当三相异步电动机的参数和交流电源频率一定时,三相异 步电动机的电磁转矩(包括最大电磁转矩和启动转矩)与电源电压 有效值的平方成正比。
降低电源电压时机械特性曲线
2）加大转子电路的电阻可以增大三相异步电动机的启动 转矩和临界转差率,但对最大电磁转矩没有影响。
绕线式异步电动机可以在转子回路中串联电阻来增加启 动转矩。
增大转子电阻时机械特性
（3）三相异步电动机在额定状态下运行，电动机转速为额定 转速nN，对应的转差率为额定转差率sN。sN一般为0.01~0.07，通 常为0.05左右。
转差率s是三相异步电动机的一个重要参数，在正常运行状态 下，0<s≤1。
三、三相异步电动机的电磁转矩和机械特性 1.三相异步电动机的电磁转矩T 电磁转矩T 是旋转磁场与转子电流相互作用而产生的。 电磁转矩T 计算公式为：
1）同步转速
1n＝ 60 f p
n1 ——三相电动机定子旋转磁场每分钟的转速
f ——定子电流频率 p ——磁极对数
常见的同步转速
产生4极旋转磁场时 定子绕组的分布
磁极对数P
电子课件-《电机与变压器(第五版)》-A04-1206 §10—2
交流伺服电动机的转子有三种形式： 高电阻率导条的笼型转子 非磁性空心转子 铁磁性空心转子
交流伺服电动机0<Sm<1时转矩特性 交流伺服电动机1<Sm时转矩特性
4. 交流伺服电动机的控制方法
（1）幅值控制 （2）相位控制 （3）幅-相控制
实质：利用改变正转与反转旋转磁通势大小的比例，来 改变正转和反转电磁转矩的大小，从而达到改变合成电磁转 矩和转速的目的。
§10—2 伺服电动机
伺服电动机又称执行电动机，它具有一种服从控制信号的 要求而动作的职能。
分类
交流伺服电动机（以交流电源工作） 直流伺服电动机（以直流电源工作）
一、交流伺服电动机
1.交流伺服电动机的结构
励磁绕组LL
控制绕组L K
交 流
定子
内铁心（硅钢片叠成）
伺
服机
转子（空心杯转子，细而长，由铝或铝合金的非 磁性金属制成，壁厚约0.2~0.8mm，用转子 支架装在转轴上）
交流伺服电动机实物图
交流伺服电动机的内部结构
2.交流伺服电动机的工作原理
交流伺服电动机的工作原理
3.交流伺服电动机的运行特点
两相异步电动机正常运行时，若转子电阻较小，当控制 电压变为零时，电动机便成为单相异步电动机会继续运行 ， 而不能立即停转，称为“自转”现象。
增大转子电阻可以防止“自转”现象的发生，当转子电 阻增大到足够大时，两相异步电动机的一相断电（即控制电 压等于零）时电机会停转。
电动机名称
一般直流伺 服电动机
杯形电枢永 磁直流伺服
电动机
型号 性能特点
适用范围
该电机具有体 广泛用于自
SY 积小、重量轻、 动控制系统中作 SZ 伺服性能好、力 执行元件，亦可
交流伺服电动机0<Sm<1时转矩特性 交流伺服电动机1<Sm时转矩特性
4. 交流伺服电动机的控制方法
（1）幅值控制 （2）相位控制 （3）幅-相控制
实质：利用改变正转与反转旋转磁通势大小的比例，来 改变正转和反转电磁转矩的大小，从而达到改变合成电磁转 矩和转速的目的。
§10—2 伺服电动机
伺服电动机又称执行电动机，它具有一种服从控制信号的 要求而动作的职能。
分类
交流伺服电动机（以交流电源工作） 直流伺服电动机（以直流电源工作）
一、交流伺服电动机
1.交流伺服电动机的结构
励磁绕组LL
控制绕组L K
交 流
定子
内铁心（硅钢片叠成）
伺
服机
转子（空心杯转子，细而长，由铝或铝合金的非 磁性金属制成，壁厚约0.2~0.8mm，用转子 支架装在转轴上）
交流伺服电动机实物图
交流伺服电动机的内部结构
2.交流伺服电动机的工作原理
交流伺服电动机的工作原理
3.交流伺服电动机的运行特点
两相异步电动机正常运行时，若转子电阻较小，当控制 电压变为零时，电动机便成为单相异步电动机会继续运行 ， 而不能立即停转，称为“自转”现象。
增大转子电阻可以防止“自转”现象的发生，当转子电 阻增大到足够大时，两相异步电动机的一相断电（即控制电 压等于零）时电机会停转。
电动机名称
一般直流伺 服电动机
杯形电枢永 磁直流伺服
电动机
型号 性能特点
适用范围
该电机具有体 广泛用于自
SY 积小、重量轻、 动控制系统中作 SZ 伺服性能好、力 执行元件，亦可
电机及拖动基础(第5版)课件：变压器
电力变压器的I0主要是用于建立空载磁场的感性无功 电小流,漏,阻其值抗很压小降,I一0Z般1很<小2%略IN去,而, 电电动力势变平压衡器方的程漏式阻可抗近Z1似也为很:
变压器
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
变压器
变压器是一种静止的交流电气设备，它利用电磁 感应原理，将一种等级的交流电压和电流转变成同频 率的另一种等级的交流电压和电流。它对电能的经济 传输、灵活分配和安全使用具有重要的意义；同时， 它在电气的测试、控制和特殊用电设备上也有广泛的 应用。
本章主要叙述一般用途的电力变压器有工作原 理、分类、结构和运行特性。
解：
I1N
SN 560103 32.33A 3U1N 3 10000
I2N
SN
560 103
A 808.29A
3U2N 3 400
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
第二节 单相变压器的空载运行
一般电工惯例来规定图
一、空载运行时的物理状况 中各物理量的正方向
１)同一条支路中，电压
变压器的一次绕组接在额定电压 ｕ的正方向与电流ｉ的
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
1.铁心
立体卷铁心
立体卷铁心 三维立体卷铁心层间没有接
缝，磁通方向与硅钢片晶体取向完全一致，没 有接缝处磁通密度的畸变现象。具有空载电流 低，空载损耗小，噪声低、结构紧凑与占地面 积小等优点。
《电机及拖动基础》(第5版) 变压器
2.绕组 变压器中的电路部分，小型变压器一般用具有 绝缘的漆包圆铜线绕制而成，对容量稍大的变 压器则用扁铜线绕制。
(3）波纹片 图3-2b中的波纹片是特殊的一种碳钢材料，它即 是连接油箱的散热管片(道)又可起到热胀冷缩作用，其热胀冷 缩作用可取代图3-2a中的储油柜作用。所以目前2000KV.A及 下，10/0.4kV的油浸式电力变压器均采用波纹片式的，储油 柜（油枕）式已很少生产。 （4）分接开关 变压器运行时，输出电压可控制在允许的变 化范围内，通过分接开关改变一次绕组匝数，使输出电压
参考资料(答案)-《电机与变压器(第五版)习题册》-A04-1672
第一章变压器的分类、结构和原理§1—1 变压器的分类和用途一、填空题1．交流，频率2．单相，三相；油浸式，干式3．升压，降压，配电二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³三、简答题1．答：根据P=UI cosφ，因为功率一定，电压越大，电流就越小，电流小就可以减小输送导线的热损耗。
2．答：按铁心结构形式分，变压器有壳式铁心、心式铁心、C形铁心。
壳式铁心常用于小型变压器、大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。
心式铁心常用于大、中型变压器，高压的电力变压器。
C形铁心的变压器常用于电子技术中。
§1—2 变压器的结构与冷却方式一、填空题1．绕组，铁心2．一次绕组，二次绕组。
高压绕组，低压绕组。
同心绕组3．主磁通，绕组。
硅钢片。
芯式，壳式。
壳式4．对接，叠接5．油箱，储油柜6．油箱盖，输入、输出线，电网7．瓷套，导电杆，绝缘性能，密封性能二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．³2．³3．√4．√5．√三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1．D 2．B 3．A 4．A四、简答题1．答：变压器由变压器绕组和变压器铁心两部分组成。
变压器的绕组是变压器的电路部分，变压器的铁心是主磁通的通道，也是安放绕组的骨架。
2．答：铁心材料的质量，直接影响到变压器的性能。
高磁导率、低损耗和价格，是选择铁心材料的关键。
为提高铁心导磁能力，增大变压器容量，减少体积、提高效率，铁心常用硅钢片叠装而成。
§1—3 变压器的原理一、填空题1．空载，负载2．加额定电压，开路3．E=4.44fNΦm4．一次绕组电动势与二次绕组电动势大小之比，大，小5．36，1006．3307．191.38．铁，铜，铁9．610．功率因数，输出电压，输出电流11．±5% ，-5%~10%12．P cu=(β)2P k，负载电流13．负载电流，铜耗=铁耗二、判断题（在括号内打“√”或者打“×”）1．√2．³3．³4．√5．³6．³7．√8．³9．³三、选择题（将正确答案的序号填入括号内）1. D 2．B 3．D 4．B 5．B 6．B 7．C 8．B 9. B 10．C 11. C四、简答题1．答：变压器不能改变直流电压。
电机与变压器PPT课件
电机与变压器
曹民 2016年9月
1
绪论
▪ 1、电机工业的兴起与发展 ▪ 2、我国电机制造工业的发展概况 ▪ 3、电机在国民经济中的作用 ▪ 4、电机的主要类型 ▪ 5、本课程的任务和学习方法
2021/3/29
2
电机工业的兴起与发展
▪ 19世纪奥斯特发现电流周围存在磁场 ▪ 法拉第发现电磁感应现象 ▪ 世界第一台发电机的问世-----电力时代到来 ▪ 20世纪，电机电磁、发热过程理论深入研
25
变压器的作用
1、变压：U1/U2=N1/N2=K 2、变流：I1/I2=N2/N1=1/K 3、变阻抗：Z1/Z2=K2
26
变压器的外特性及电压调整率
当变压器一次侧端电压U1，和负载的 功率因数COSψ2一定时，二次侧绕组 输出电压U2与负载电流I2的关系，称 为变压器的外特性。 变压器从空载到额定负载运行时，二 次绕组输出电压的变化量△U与空载额 定电压U2N的百分比△U%=△U/U2N
变压器主要组成部分是 铁心和绕组，为变压器的器 身。为改善散热条件，还有变 压器的附件。
7
变压器的铁心结构
▪ 1、铁心（由硅钢片叠加而成） ▪ 铁心结构： ▪ 1）、心式结构 ▪ 2）、壳式结构 ▪ 铁心叠片形式 ▪ 1）、条形、口形、E形、F形、C形、O形 ▪ 2）、渐开线式
2021/3/29
78
究，新材料新工艺新技术不断涌现，电机 容量大增，冷却技术改进，工业体系不断 完善，电机制造业大踏步的飞跃发展。
2021/3/29
3
我国电机工业发展状况
▪ 我国封建社会禁锢了自然科学的发展，西方资本主 义国家对我国的殖民政策，使我国工业发展缓慢。
▪ 新中国成立，我国电机工业得到飞速的发展，十年 时间，制造50000KW汽轮发电机，725000KW水轮 发电机，120000KVA变压器2000KW电动机。1961 年交流电动机正式投产，1982年异步电动机正式生 产，直流电动机接近世界先进水平，电机工业形成 完整的现代化制造工业体系。
曹民 2016年9月
1
绪论
▪ 1、电机工业的兴起与发展 ▪ 2、我国电机制造工业的发展概况 ▪ 3、电机在国民经济中的作用 ▪ 4、电机的主要类型 ▪ 5、本课程的任务和学习方法
2021/3/29
2
电机工业的兴起与发展
▪ 19世纪奥斯特发现电流周围存在磁场 ▪ 法拉第发现电磁感应现象 ▪ 世界第一台发电机的问世-----电力时代到来 ▪ 20世纪，电机电磁、发热过程理论深入研
25
变压器的作用
1、变压：U1/U2=N1/N2=K 2、变流：I1/I2=N2/N1=1/K 3、变阻抗：Z1/Z2=K2
26
变压器的外特性及电压调整率
当变压器一次侧端电压U1，和负载的 功率因数COSψ2一定时，二次侧绕组 输出电压U2与负载电流I2的关系，称 为变压器的外特性。 变压器从空载到额定负载运行时，二 次绕组输出电压的变化量△U与空载额 定电压U2N的百分比△U%=△U/U2N
变压器主要组成部分是 铁心和绕组，为变压器的器 身。为改善散热条件，还有变 压器的附件。
7
变压器的铁心结构
▪ 1、铁心（由硅钢片叠加而成） ▪ 铁心结构： ▪ 1）、心式结构 ▪ 2）、壳式结构 ▪ 铁心叠片形式 ▪ 1）、条形、口形、E形、F形、C形、O形 ▪ 2）、渐开线式
2021/3/29
78
究，新材料新工艺新技术不断涌现，电机 容量大增，冷却技术改进，工业体系不断 完善，电机制造业大踏步的飞跃发展。
2021/3/29
3
我国电机工业发展状况
▪ 我国封建社会禁锢了自然科学的发展，西方资本主 义国家对我国的殖民政策，使我国工业发展缓慢。
▪ 新中国成立，我国电机工业得到飞速的发展，十年 时间，制造50000KW汽轮发电机，725000KW水轮 发电机，120000KVA变压器2000KW电动机。1961 年交流电动机正式投产，1982年异步电动机正式生 产，直流电动机接近世界先进水平，电机工业形成 完整的现代化制造工业体系。
变压器与电机ppt课件
.
5. 线圈漏电 • 这一故障的基本特征是铁心带电和线圈温升增
高，通常是由于线圈受潮或绝缘老化所引起的。 • 若是受潮，只要烘干后故障即可排除；若是绝
缘老化，严重的一般较难排除，轻度的可拆去 外层包缠的绝缘层，烘干后重新浸漆。 6. 线圈过热 • 通常是由于过载或漏电所引起的，或因设计不佳所 致；若是局部过热，则是由于匝间短路所造成的。
.
变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源 上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。
二、负载运行时的物理情况
A I1
U1
E1
E1 σ
X
&m
1
2
.
I2
a
E2 E2
U2
ZL
x
I1 1 N2 I2 K N1
表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝 数不同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。
如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次 绕组（或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另 一个绕组与负载相连，称为二次绕组（或副绕组），这 一侧称为二次侧（或副边）。
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载
u2
.
对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同心式 （低压绕组在里，高压绕组在外）和交叠式两种，如图所示。
2.额定电压 U1N/U2N(kV)指长期运行时所能承受的 工作电压，单位：V、KV。
U1N是指根据绝缘强度和允许 发热所规定的应加在一次绕组
上的正常电压有效值。
U2N是指一次侧加额定电 压时二次侧的开路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
.
3.额定电流 I1N/ I2N( A) 指在额定容量下，变压器在 连续运行时允许通过的最大电流有效值。在三相变压 器中指的是线电流。单位：A 4.额定频率指电源频率（我国规定标准工频为50Hz) 三、额定数据间的关系
5. 线圈漏电 • 这一故障的基本特征是铁心带电和线圈温升增
高，通常是由于线圈受潮或绝缘老化所引起的。 • 若是受潮，只要烘干后故障即可排除；若是绝
缘老化，严重的一般较难排除，轻度的可拆去 外层包缠的绝缘层，烘干后重新浸漆。 6. 线圈过热 • 通常是由于过载或漏电所引起的，或因设计不佳所 致；若是局部过热，则是由于匝间短路所造成的。
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变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源 上，二次接上负载的运行状态，称为负载运行。
二、负载运行时的物理情况
A I1
U1
E1
E1 σ
X
&m
1
2
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I2
a
E2 E2
U2
ZL
x
I1 1 N2 I2 K N1
表明，一、二次电流比近似与匝数成反比。可见，匝 数不同，不仅能改变电压，同时也能改变电流。
如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次 绕组（或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另 一个绕组与负载相连，称为二次绕组（或副绕组），这 一侧称为二次侧（或副边）。
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载
u2
.
对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同心式 （低压绕组在里，高压绕组在外）和交叠式两种，如图所示。
2.额定电压 U1N/U2N(kV)指长期运行时所能承受的 工作电压，单位：V、KV。
U1N是指根据绝缘强度和允许 发热所规定的应加在一次绕组
上的正常电压有效值。
U2N是指一次侧加额定电 压时二次侧的开路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
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3.额定电流 I1N/ I2N( A) 指在额定容量下，变压器在 连续运行时允许通过的最大电流有效值。在三相变压 器中指的是线电流。单位：A 4.额定频率指电源频率（我国规定标准工频为50Hz) 三、额定数据间的关系
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§1—3 变压器的原理
一、变压器的空载运行 变压器空载运行——变压器一次绕组加额定电压，二次绕
组开路的工作状态。 1.理想变压器空载运行
理想空载变压器的空载运行原理图
（1）空载电流i0 理想变压器的空载电流 主要产生铁心中磁通，所以 空载电流也称为空载励磁电 流，是无功电流。
（2）电压和感应电动势的关系
U1 E1
理想空载变压器的空载运行原理图
Uo2 E2
（3）感应电动势的大小 E=4.44 fNΦm
U1=E1；即U1=E1=4．44 fNΦm
（4）变压比
理想空载变压器的空载运行原理图
2. 实际变压器空载运行
（1）实际变压器一次绕组 存在电阻r1,当一次绕组有空载 电流流过时，会在该电阻上产 生电压降u0r1。
实际变压器（有漏磁）空载运行图
（3）铁耗——铁心中的磁滞损 耗和涡流损耗。
实际变压器电压方程为:
实际变压器（有漏磁）空载运行图
二、变压器的负载运行
单相变压器负载运行实验图
单相变压器负载运行接ຫໍສະໝຸດ 图单相变压器负载运行图1.磁动势平衡方程式
变压器负载运行时的磁动势平衡
方程式为
•
•
•
N1 I1 N2 I2 N1 I0
实际变压器（有漏磁）空载运行图
实际变压器空载运行接线图
（2）空载电流产生的磁通分为两部 分，其中大部分磁通通过铁心交链一次 侧绕组和二次侧绕组，该磁通称为主磁 通，它在一次侧绕组和二次侧绕组中分 别感应出电动势e1和e2；另一小部分磁 通只通过一次侧绕组周围的空间形成闭 路，称为漏磁通 ，仅占主磁通的0.25% 左右，它在一次侧线圈中产生漏抗电动 势es1。
负载特性对U2的影响
5.电压调整率
一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增 加时，输出电压U2总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描 述。当变压器从空载到额定负载（I2=I2N）运行时，二次绕组输出 电压的变化值ΔU与空载电压（额定电压）U2N之比的百分值就称为 变压器的电压调整率，用ΔU来表示。
二次绕组的端电压对外应等于次级电流在负载阻抗上的电压降，即：
3.阻抗变换
变压器的阻抗变换作用
阻抗变换公式：
Z1
U1 I1
KU 2 I2 / K
K2 U2 I2
K 2Z2
4.变压器的外特性 变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而
变化的情况。当一次绕组电压U1和负载的功率因数cosφ2一定时，二 次绕组电压U2与负载电流I2的关系，称为变压器的外特性。
一般情况下照明电源电压波动不超过±5%，动力电源电压波 动不超过-5%~10%。
6.变压器的损耗及效率
（1）铁损耗PFe
变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损 耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大 小、磁通交变的频率和硅钢片的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因 绝缘损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件 中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗的15％～20％左右。
变压器的铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关，而与负载 电流的大小无关。当电源电压一定时，铁心中的磁通基本不变，故铁损 耗也就基本不变，因此铁损耗又称“不变损耗”。
（2）铜损耗PCu 变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。
基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗， 而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内 分布不均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗 的3％～20％。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比， 所以铜损耗又称为“可变损耗”。
（3）效率η
变压器的输出功率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率η，
即
η=
P2 P1
100 %
P2
P2 100 % P
P2
P2 Pcu＋PFe
100 %
由于变压器没有旋转的部件，不像电机那样有机械损耗存 在，因此变压器的效率一般都比较高，中小型电力变压器效率 在95％以上，大型电力变压器效率可达99％以上。
实用公式(单相、三相均可用)：
变压器效率曲线
由于变压器的空载电流I0很小，
特别是在变压器接近满载时，I0基本
上可以忽略不计，于是可得变压器一、
二次绕组磁动势的有效值关系为
变压器变比：
单相变压器负载运行图
变压器一、二次绕组中 的电流与一、二次绕组的匝 数成反比，即变压器也有变 换电流的作用，且电流的大 小与匝数成反比。
2.电压方程式
一次绕组的电压方程为: 二次绕组的电压方程为:
一、变压器的空载运行 变压器空载运行——变压器一次绕组加额定电压，二次绕
组开路的工作状态。 1.理想变压器空载运行
理想空载变压器的空载运行原理图
（1）空载电流i0 理想变压器的空载电流 主要产生铁心中磁通，所以 空载电流也称为空载励磁电 流，是无功电流。
（2）电压和感应电动势的关系
U1 E1
理想空载变压器的空载运行原理图
Uo2 E2
（3）感应电动势的大小 E=4.44 fNΦm
U1=E1；即U1=E1=4．44 fNΦm
（4）变压比
理想空载变压器的空载运行原理图
2. 实际变压器空载运行
（1）实际变压器一次绕组 存在电阻r1,当一次绕组有空载 电流流过时，会在该电阻上产 生电压降u0r1。
实际变压器（有漏磁）空载运行图
（3）铁耗——铁心中的磁滞损 耗和涡流损耗。
实际变压器电压方程为:
实际变压器（有漏磁）空载运行图
二、变压器的负载运行
单相变压器负载运行实验图
单相变压器负载运行接ຫໍສະໝຸດ 图单相变压器负载运行图1.磁动势平衡方程式
变压器负载运行时的磁动势平衡
方程式为
•
•
•
N1 I1 N2 I2 N1 I0
实际变压器（有漏磁）空载运行图
实际变压器空载运行接线图
（2）空载电流产生的磁通分为两部 分，其中大部分磁通通过铁心交链一次 侧绕组和二次侧绕组，该磁通称为主磁 通，它在一次侧绕组和二次侧绕组中分 别感应出电动势e1和e2；另一小部分磁 通只通过一次侧绕组周围的空间形成闭 路，称为漏磁通 ，仅占主磁通的0.25% 左右，它在一次侧线圈中产生漏抗电动 势es1。
负载特性对U2的影响
5.电压调整率
一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增 加时，输出电压U2总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描 述。当变压器从空载到额定负载（I2=I2N）运行时，二次绕组输出 电压的变化值ΔU与空载电压（额定电压）U2N之比的百分值就称为 变压器的电压调整率，用ΔU来表示。
二次绕组的端电压对外应等于次级电流在负载阻抗上的电压降，即：
3.阻抗变换
变压器的阻抗变换作用
阻抗变换公式：
Z1
U1 I1
KU 2 I2 / K
K2 U2 I2
K 2Z2
4.变压器的外特性 变压器的外特性是用来描述输出电压U2随负载电流I2的变化而
变化的情况。当一次绕组电压U1和负载的功率因数cosφ2一定时，二 次绕组电压U2与负载电流I2的关系，称为变压器的外特性。
一般情况下照明电源电压波动不超过±5%，动力电源电压波 动不超过-5%~10%。
6.变压器的损耗及效率
（1）铁损耗PFe
变压器的铁损耗包括基本铁损耗和附加铁损耗两部分。基本铁损 耗包括铁心中的磁滞损耗和涡流损耗，它决定于铁心中的磁通密度的大 小、磁通交变的频率和硅钢片的质量等。附加损耗则包括铁心叠片间因 绝缘损伤而产生的局部涡流损耗、主磁通在变压器铁心以外的结构部件 中引起的涡流损耗等，附加损耗约为基本损耗的15％～20％左右。
变压器的铁损耗与一次绕组上所加的电源电压大小有关，而与负载 电流的大小无关。当电源电压一定时，铁心中的磁通基本不变，故铁损 耗也就基本不变，因此铁损耗又称“不变损耗”。
（2）铜损耗PCu 变压器的铜损耗也分为基本铜损耗和附加铜损耗两部分。
基本铜损耗是由电流在一次、二次绕组电阻上产生的损耗， 而附加铜损耗是指由漏磁通产生的集肤效应使电流在导体内 分布不均匀而产生的额外损耗。附加铜损耗约占基本铜损耗 的3％～20％。在变压器中铜损耗与负载电流的平方成正比， 所以铜损耗又称为“可变损耗”。
（3）效率η
变压器的输出功率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率η，
即
η=
P2 P1
100 %
P2
P2 100 % P
P2
P2 Pcu＋PFe
100 %
由于变压器没有旋转的部件，不像电机那样有机械损耗存 在，因此变压器的效率一般都比较高，中小型电力变压器效率 在95％以上，大型电力变压器效率可达99％以上。
实用公式(单相、三相均可用)：
变压器效率曲线
由于变压器的空载电流I0很小，
特别是在变压器接近满载时，I0基本
上可以忽略不计，于是可得变压器一、
二次绕组磁动势的有效值关系为
变压器变比：
单相变压器负载运行图
变压器一、二次绕组中 的电流与一、二次绕组的匝 数成反比，即变压器也有变 换电流的作用，且电流的大 小与匝数成反比。
2.电压方程式
一次绕组的电压方程为: 二次绕组的电压方程为: