第4章变压器(采用)

1、第第4 4章章 变压器变压器4.1 4.1 变压器的作用、分类与结构变压器的作用、分类与结构4.2 4.2 单相变压器的工作原理单相变压器的工作原理4.3 4.3 变压器的外特性、效率与极性变压器的外特性、效率与极性4.4 4.4 其他类型的变压器其他类型的变压器变压器变压器-利用电磁感应原理，从一个电路向另一个利用电磁感应原理，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。电路传递电能或传输信号的一种电器。4.1 4.1 变压器的作用、分类与结构变压器的作用、分类与结构1. 变压器的作用变压器的作用2. 2. 变压器的变压器的分类分类3. 3. 变压器的变压器的结构及符号结构及符号1.

2、 变压器的作用变压器的作用变换电压、变换电流、变换阻抗变换电压、变换电流、变换阻抗在电力系统中：在电力系统中：110 kV、220 kV330 kV、500 kV电能负荷升压变压器远 距 离 输 电降压变压器10 kV10 kV6 kV380 V220 V上一节下一节上一页下一页返 回 在电子线路和自动控制系统中，变压器起着在电子线路和自动控制系统中，变压器起着信号传递、阻抗变换以及信号隔离等作用。信号传递、阻抗变换以及信号隔离等作用。按相数分类：按相数分类： 单相变压器和三相变压器单相变压器和三相变压器按应用分类：按应用分类：电力：配电变压器等电力：配电变压器等电子：电源变压器等电子：电源变

3、压器等专用：电焊变压器等专用：电焊变压器等2. 2. 变压器的变压器的分类分类按铁心结构分类：按铁心结构分类： 心式和壳式变压器心式和壳式变压器按绕组个数分类：按绕组个数分类： 双绕组、多绕组、自耦变压器双绕组、多绕组、自耦变压器按冷却方式分类：按冷却方式分类：干式、油浸式、水冷式变压器干式、油浸式、水冷式变压器1 1）铁心：）铁心：由硅钢片叠成由硅钢片叠成 作用：构成磁路作用：构成磁路 形状：常见有心式（线圈包围铁心）和壳形状：常见有心式（线圈包围铁心）和壳 式（铁心包围线圈）式（铁心包围线圈）3. 3. 变压器的变压器的结构及符号结构及符号壳式壳式 心式心式2 2）绕组：）绕组：小容量变压

4、器小容量变压器漆包线绕制而成漆包线绕制而成 电力变压器电力变压器圆形或扁形铜或铝线绕制圆形或扁形铜或铝线绕制 作用：完成电磁转换作用：完成电磁转换 分为：分为： 一次（初级、原）绕组一次（初级、原）绕组与电源相连的线圈，接收与电源相连的线圈，接收 交流电能。交流电能。 二次（次级、副）绕组二次（次级、副）绕组与负载相连的线圈，送出与负载相连的线圈，送出 交流电能。交流电能。3 3）绝缘材料：）绝缘材料：骨架、层绝缘等骨架、层绝缘等4 4）散热设施：）散热设施：对于小型变压器对于小型变压器空气自冷空气自冷 对于大型变压器对于大型变压器油浸自冷、油浸风冷等油浸自冷、油浸风冷等5)5)符号符号: :

5、一些变压器图片一些变压器图片连接发电机与电网的升压变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机的连接发电机的封闭母线封闭母线 与电网相连与电网相连的高压出线端的高压出线端干式变压器干式变压器油浸式变压器油浸式变压器电力变压器类别-冷却方式强迫油循环电力变压器强迫油循环电力变压器电源用变压器上一页下一页返 回变压器内部变压器内部上一页下一页返 回变压器在日常生活中的应用变压器在日常生活中的应用 （a）万能旅行充电器万能旅行充电器 （b）线式充电器线式充电器 （c）手提电脑用直流稳压电源手提电脑用直流稳压电源电源变压器环形变压器控制变压器自耦调压器上一页下一页返 回1.1.空载运行与电压变换空载运

6、行与电压变换1）原理图（空载运行）原理图（空载运行）4.2 单相变压器的工作原理单相变压器的工作原理1N2N1u2）定性分析（空载运行）定性分析（空载运行）1u1N2N0i1e2e20u11e112020UNkUN 变压器原边、副边电压有效值之比与它变压器原边、副边电压有效值之比与它们的匝数比成正比。们的匝数比成正比。变压器的电压变换作用变压器的电压变换作用k ：变压器的变比：变压器的变比 k1 时，时，U1U20，降压变压器，降压变压器当当 k1 时，时，U1U20，升压变压器，升压变压器 k=1 时，时，U1=U20，隔离变压器，隔离变压器2. 2. 有载运行与电流变换有载运行与电流变换1

7、）、原理图（有载运行）、原理图（有载运行）1u0i1N2NS0i2）定性分析（有载运行）定性分析（有载运行）1u1N2N1e2e2i2u1i12211ININk 变压器原边、副边电流的有效值之比与它们的匝数变压器原边、副边电流的有效值之比与它们的匝数比成反比。比成反比。变压器的电流变换作用变压器的电流变换作用0102211NININI我们称我们称ZL为负载为负载ZL 在原边的等效阻抗在原边的等效阻抗3. 3. 阻抗变换阻抗变换LLZkZ2根据：根据：12211ININk 1122UNkNU 阻抗变换举例：阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率。扬声器上如何得到最大输出功率。i1uRsRL信

8、号源信号源设：设：信号电压的有效值信号电压的有效值:U1= 50V;信号内阻：信号内阻： Rs=100 ;负载为扬声器，其等负载为扬声器，其等 效电阻：效电阻：RL=8 。求：负载上得到的功率求：负载上得到的功率解：解：（1）将负载直接接到信号源上）将负载直接接到信号源上，得到的输出功，得到的输出功 率为：率为： W)(7 . 181085022LLSRRRUpL1i1u2u2iLR1N2NRs（2）将负载通过变压器接到信号源上。）将负载通过变压器接到信号源上。输出功率为：输出功率为：W25. 698981005022LLSLRRRUp设变比设变比 1:5 . 321NNK9885 . 32L

9、R则：则：结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。件（信号源内、外阻抗差不多相等）。4.3 4.3 变压器的外特性、效率与极性变压器的外特性、效率与极性1. 1. 变压器的外特性变压器的外特性2. 2. 变压器的损耗和效率变压器的损耗和效率3. 3. 变压器的极性变压器的极性122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O2.变压器的损耗和效率变压器的损耗和效率、 铁损（铁损（PFe

10、）交变磁通在铁芯中产生的磁滞交变磁通在铁芯中产生的磁滞损耗和涡流损耗。当损耗和涡流损耗。当U1、f不变时，铁损基本不变不变时，铁损基本不变不变损耗。不变损耗。、铜损（、铜损（PCu）I1、I2在线圈电阻在线圈电阻R1、R2上产生上产生的损耗。它随负载电流的变化而变化的损耗。它随负载电流的变化而变化可变损耗。可变损耗。1) 损耗损耗2) 效率效率 通常变压器的效率在通常变压器的效率在90以上，以上，大型变压大型变压器的效率可达器的效率可达99。 由于变压器的效率很高，所以在实际计算由于变压器的效率很高，所以在实际计算中常按理想变压器来分析，即忽略其损耗。中常按理想变压器来分析，即忽略其损耗。 A

11、Xax Aax 同极性端用同极性端用“”表示。表示。增加增加+ 联接联接 23NN1324 NN1324 联接联接 13， 2 4ii当电源电压为当电源电压为220V时：时：220u+110u+电源电压为电源电压为110V时：时：两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消原因：原因：电流电流 很大很大uiR Ru ie感应电势感应电势e很很小小1324NNi +uaxAaAXUUU、测量：测量： 若若 说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是是同极性端同极性端.axAXAaUUU axAXAaUUU VaAXxVAXu+Xx电流表电流表+_A a+SAXax+_S2e+4.4 4.4 其他类型的变压器其他类型的变压器4.4.1 4.4.1 三相变压器三相变压器4.4.2 4.4.2 特殊变压器特殊变压器4.4.2 4.4.2 特殊变压器特殊变压器一、一、 自耦变压器自耦变压器二、二、 仪用互感器仪用互感器三、三、 电焊变压器电焊变压器KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+一、一、 自耦变压器自耦变压器电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1（