项目五变压器的认识

1、5.2 变压器的额定值和运行特性变压器的额定值和运行特性5.3 变压器绕组的极性变压器绕组的极性5.4 三相变压器三相变压器 大型发电机发出的交流电压通常为几十大型发电机发出的交流电压通常为几十千伏，远距离输电却需要采用高达几百千伏千伏，远距离输电却需要采用高达几百千伏的电压。而各种用电设备所需电压又各不相的电压。而各种用电设备所需电压又各不相同，家用电器采用同，家用电器采用220伏电压，机床上照明灯伏电压，机床上照明灯采用采用36伏电压，等等。伏电压，等等。 变压器就是改变交流电压的设备变压器就是改变交流电压的设备。一、变压器的构造一、变压器的构造1.示意图示意图 U1U2 n1n2原线圈原

2、线圈副线圈副线圈铁芯铁芯2.电路图中符号电路图中符号n1n23.构造：构造：（1）闭合铁芯）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）（绝缘硅钢片叠合而成）（2）原线圈（初级线圈）：其匝数用）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示表示（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示表示（4）输入电压：）输入电压：U1; 输出电压：输出电压：U2.变压器副线圈和原线圈变压器副线圈和原线圈电路不相通电路不相通 铁芯与线圈互相绝缘铁芯与线圈互相绝缘二、变压器的工作原理二、变压器的工作原理 变压器通过闭合铁芯，利用互变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能（感现象实现了电能（U1、I1）

3、到）到磁场能（变化的磁场）再到电能磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。）转化。互感现象互感现象 U1U2n1n2原线圈原线圈副线圈副线圈铁芯铁芯三、理想变压器的电压变换三、理想变压器的电压变换原、副线圈中产生的感应电动原、副线圈中产生的感应电动势分别是：势分别是：te1=-n1te2=-n2由此可得：由此可得：E1E2=n1n2忽略一、二次绕组电阻和漏磁忽略一、二次绕组电阻和漏磁通，原线圈回路有：通，原线圈回路有： U1=E1副线圈回路有：副线圈回路有： 所以：所以：U1U2=n1n2U1U2=n1n2理想变压器原副线圈的端电压之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

4、之比比等于这两个线圈的匝数之比升压变压器：升压变压器：n2 n1 U2U1降压变压器：降压变压器：n2 n1 U2 U1U2=E2I1I2n1n2u1u2e1e2=k四、理想变压器的电流变换四、理想变压器的电流变换1.由于理想变压器无有功功率损耗，由于理想变压器无有功功率损耗， 也无无功功率损耗，也无无功功率损耗， 因此原、因此原、 副线副线圈的视在功率一定相等。圈的视在功率一定相等。即即: I1U1=I2U2I1I2=n2n1U2U1=2.理想变压器原副线圈的电流跟理想变压器原副线圈的电流跟它们的匝数成反比：它们的匝数成反比：变压器工作时，高压变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的线圈匝数多而

5、通过的电流小，可用较细的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导大，应当用较粗的导线绕制。线绕制。 这也是判这也是判定高压线圈和低压线定高压线圈和低压线圈的一种方法。圈的一种方法。I1I2=n2n1=1/kU1U2=n1n222036=1100n2n2=180U2P2I2=n2n1I1I21801160110036=n2 P2=n1 U2=3A解：解：所以所以 一理想变压器，原线圈匝数一理想变压器，原线圈匝数n1=1100，接在电压，接在电压220V的的交流电源上，当它对交流电源上，当它对11只并联的只并联的“36V，60w”

6、的灯泡供电的灯泡供电时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数时，灯泡正常发光。由此可知副线圈的匝数n2=_，通，通过原线圈的电流过原线圈的电流 I1 =_。？练习题？练习题由由得得因因理想变压器的电路模型 abN1N2cd1I2I1U2UZL五、理想变压器的阻抗变换作用五、理想变压器的阻抗变换作用图示电路中，图示电路中， ZL为理想变压器所带负载，为理想变压器所带负载， 由前面分析有由前面分析有kIIkUU1 2121则从原线圈端看进去的初级输入阻抗为则从原线圈端看进去的初级输入阻抗为|22222211LabiZkIUkkIkUIUZZ理想变压器的阻抗变换作用理想变压器的阻抗变换作用理想变压器的

7、初级等效电路ab1IUn2ZLZi 在电子线路中常常对在电子线路中常常对负载阻抗的大小有一定负载阻抗的大小有一定的要求，以便负载可以的要求，以便负载可以获得较大的功率。常利获得较大的功率。常利用变压器进行阻抗变换，用变压器进行阻抗变换，只要适当选择变压器的只要适当选择变压器的变化，就可以使负载与变化，就可以使负载与电源达到匹配而获得较电源达到匹配而获得较高的功率输出。高的功率输出。 5.2 变压器的额定值和运行特性变压器的额定值和运行特性2. 变压器的额定值变压器的额定值（1）额定电压）额定电压l根据变压器的绝缘强度和允许温升而规定的电压根据变压器的绝缘强度和允许温升而规定的电压值称为额定电压

8、，单位为值称为额定电压，单位为V或或kV。原边额定电压。原边额定电压是变压器正常运行是规定加在原边的电源电压，是变压器正常运行是规定加在原边的电源电压，用用U1N表示。副边额定电压是变压器在原边加上表示。副边额定电压是变压器在原边加上U1N后，在副边测量得到的空载输出电压，用后，在副边测量得到的空载输出电压，用U2N表示。对三相变压器而言，额定电压都是指线电表示。对三相变压器而言，额定电压都是指线电压。压。 2. 变压器的额定值变压器的额定值（2）额定电流）额定电流l根据变压器绝缘材料允许的温升而规定的原、根据变压器绝缘材料允许的温升而规定的原、副边最大允许工作电流，称为变压器原、副边副边最大

9、允许工作电流，称为变压器原、副边的额定电流，分别用的额定电流，分别用I1N、I2N表示，单位为表示，单位为A。对三相变压器而言，额定电流都是指线电流。对三相变压器而言，额定电流都是指线电流。2. 变压器的额定值变压器的额定值（3）额定容量）额定容量l变压器的额定容量是指变压器副边的额定视在变压器的额定容量是指变压器副边的额定视在功率功率SN。它反映了变压器传送电功率的能力。它反映了变压器传送电功率的能力。l对于单相变压器，对于单相变压器， SNU2NI2N l对于三相变压器对于三相变压器 IUSNNN2233. 变压器的运行特性变压器的运行特性Page 111 自学自学5.3 变压器绕组的极性

10、变压器绕组的极性变压器在使用中有时要把绕组串联变压器在使用中有时要把绕组串联以提高电压，并联以提高电流，这时应首先以提高电压，并联以提高电流，这时应首先确定变压器绕组间的相对极性，即所谓同名确定变压器绕组间的相对极性，即所谓同名端（或称同极性端）。端（或称同极性端）。变压器绕组的极性是指绕组在任意瞬时两端产变压器绕组的极性是指绕组在任意瞬时两端产生的感应电动势的极性，它总是从绕组的相对生的感应电动势的极性，它总是从绕组的相对瞬时电位的低电位端（用符号瞬时电位的低电位端（用符号“”表示）指表示）指向高电位端（用符号向高电位端（用符号“+”表示）。表示）。把变压器初级、次级绕组中瞬时极性相同的端把

11、变压器初级、次级绕组中瞬时极性相同的端点称为同名端点称为同名端。用符号。用符号“ ”或或“* ”或或“ ”表示。表示。绕组的同名端与绕组的绕向有关，可以通过绕绕组的同名端与绕组的绕向有关，可以通过绕组的绕向判断绕组的同名端。组的绕向判断绕组的同名端。图图a中，中，A与与a或或X与与x的瞬时电的瞬时电位相同，它们是位相同，它们是同名端。当改变同名端。当改变某个线圈的绕向某个线圈的绕向时，同名端也将时，同名端也将相应的改变，如相应的改变，如图图b所示。所示。 在线圈一相绕组端接一直流电源，在线圈一相绕组端接一直流电源， 另一另一相绕组端接一检流计，当开关相绕组端接一检流计，当开关S闭合瞬时，则线圈

12、闭合瞬时，则线圈1中电流增大，中电流增大， 自感电压实际极性为自感电压实际极性为a正、正、 b负。负。如果检流计正偏，则互感电压实际极性为如果检流计正偏，则互感电压实际极性为c正、正、d负，负，a和和c是同名端；若反偏，则是同名端；若反偏，则a与与d是同名端。是同名端。 12GcdbaSUs图中图中1-2为为变压器的变压器的一个绕一个绕组，组，3-4为另一个绕组。为另一个绕组。将两个绕组的任意两端联接在一起（如将两个绕组的任意两端联接在一起（如2和和4）；在其）；在其中一个绕组（如中一个绕组（如1-2）两端加一个较低的电压。用电压）两端加一个较低的电压。用电压表分别测量表分别测量U13、U12

13、、U34。如果。如果U13是两绕组电压之差，是两绕组电压之差，则则1和和3是同极性端。如果是同极性端。如果U13是两绕组电压之和，则是两绕组电压之和，则1和和4是同极性端。是同极性端。1234V明确了绕组的同名端之后，我们可以按照规定正确的连明确了绕组的同名端之后，我们可以按照规定正确的连接变压器的各个绕组。只要把两个绕组的异名端（即不接变压器的各个绕组。只要把两个绕组的异名端（即不是同名端）相连形成是同名端）相连形成“顺向顺向”串联电路，就可以得到高串联电路，就可以得到高一些的电压；把两个绕组的同名端并联相接，就可以得一些的电压；把两个绕组的同名端并联相接，就可以得到大一些的电流。到大一些的

14、电流。应该注意的是，只有额定电流相同的绕组才能相串联，应该注意的是，只有额定电流相同的绕组才能相串联，额定电压相同的绕组才能并联。额定电压相同的绕组才能并联。5.4 三相变压器三相变压器三相变压器的结构三相变压器的结构 原、副边各有原、副边各有3个个绕组，它们均可以接绕组，它们均可以接成星形（成星形（Y形，若中形，若中性点引出中线，用性点引出中线，用“Y0”表示）联接，表示）联接，也可以接成三角形也可以接成三角形（）联接。）联接。 因此，三相变压器因此，三相变压器有有/，/Y，Y/，Y/Y 4种基本接法。种基本接法。 大功率油浸变压器大功率油浸变压器三相大电流变压器三相大电流变压器三相高压变压

15、器三相高压变压器高压电力变压器高压电力变压器高压电力变压器高压电力变压器一、自耦变压器一、自耦变压器二、电压互感器二、电压互感器三、电流互感器三、电流互感器四、钳形电流表四、钳形电流表U2U1ABP一、自耦变压器一、自耦变压器特点：只有一个绕组，高压绕组的一部分兼特点：只有一个绕组，高压绕组的一部分兼作低压绕组。因此，高、低压绕组不但有磁作低压绕组。因此，高、低压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。的联系，也有电的联系。U1U2n1n2升压变压器升压变压器n1n2U1U2降压变压器降压变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器 2000VA 二、电压互感器二、电压互感器电压互感器电压互感器V 电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器