电工电子技术(多学时)9章变压器课件

教育部高职高专规划教材

电工电子技术

陈小虎主编

（多学时）教育部高职高专规划教材电工电子技术电工基础知识第一部分电工电子技术电工基础知识第一部分电工电子技术变压器具有电压、电流和阻抗变换的作用，在电工技术、电子技术、自动控制等诸多领域得到了广泛的应用。

变压器第9

章第三部分常用低压控制电器与应用变压器具有电压、电流和阻抗变换的作用，在电工技术、9.1

变压器的基本结构与原理9.2

变压器的额定值9.3变压器绕组的极性9.4

三相变压器

第9章变压器第三部分常用低压控制电器与应用9.1变压器的基本结构与原理第9章变压器第三部分常主要内容：重点内容：难点内容：电压变换、电流变换、阻抗变换、电压调整率、损耗和效率、额定值。变压器的分析方法、绕组的极性判别。第9章变压器变压器原理与结构、额定值、绕组的极性。第三部分常用低压控制电器与应用主要内容：电压变换、电流变换、阻抗变换、电压调整率、损耗和效9.1

变压器的基本结构与原理不同类型的变压器的基本结构都是相同的，主要由铁心和绕组构成。9.1.1变压器的基本结构普通双绕组变压器的结构型式有两种：芯式壳式图3.9.1芯式单相和三相变压器9.1变压器的基本结构与原理不同类型的变压器的基本结构都是9.1.1变压器的基本结构芯式：绕组套在铁心柱上，多应用于大容量的电力变压器上，是应用最多的一种结构型式。

图3.9.1芯式单相和三相变压器9.1.1变压器的基本结构芯式：绕组套在铁心柱上，多应用于9.1.1变压器的基本结构壳式：绕组被铁心包围在中间，仅用于小功率的单相变压器和特殊用途的变压器。图3.9.2壳式单相变压器9.1.1变压器的基本结构壳式：绕组被铁心包围在中间，仅用9.1.1变压器的基本结构铁心：是变压器的主体部分，表面涂有绝缘漆，常用0.35～0.5mm厚的硅钢片叠装而成，担负着变压器原副边电磁耦合的任务。铁心图3.9.2壳式单相变压器9.1.1变压器的基本结构铁心：是变压器的主体部分，表面涂9.1.1变压器的基本结构绕组：是变压器电路的主体部分，担负着输入和输出电能的任务。接电源的绕组，称为原绕组（一次绕组），电磁量用下标“1”表示；接负载的绕组，称为副绕组（二次绕组），电磁量用下标“2”表示。绕组图3.9.2壳式单相变压器9.1.1变压器的基本结构绕组：是变压器电路的主体部分，担9.1.1变压器的基本结构图3.9.1芯式单相变压器高压绕组低压绕组原副绕组的匝数不同，将匝数多的称为高压绕组，将匝数少的称为低压绕组。通常，为利于绝缘，将低压绕组安放在靠近铁心的内层，将高压绕组放在低压绕组的外层。9.1.1变压器的基本结构图3.9.1芯式单相变压器高压绕9.1.2

变压器的工作原理一、变压器的空载运行副绕组电流开路（不接负载）的情况。9.1

变压器的基本结构与原理图3.9.3变压器的空载运行空载电流用于建立铁心中的磁场，也称励磁电流。9.1.2变压器的工作原理一、变压器的空载运行副绕组电流开一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2

变压器的工作原理K

称为变压器的变比。一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2

变压器的工作原理K，绕组匝数比，

也称变压器的变比。

一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2

变压器的工作原理当电源电压一定，通过改变原、副边的匝数比，就能得到不同的输出电压，这就是电压的变换。一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.29.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行图3.9.4变压器的负载运行副绕组电流不为零（接负载）的情况。铁心磁路中的主磁通由i1与i2共同产生。9.1.2变压器的工作原理二、变压器的负载运行图3.9.4图3.9.4变压器的负载运行9.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行磁通势平衡方程：图3.9.4变压器的负载运行9.1.2变压器的工作原理二9.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行原、副绕组电流有效值之比等于变比的倒数，这就是电流变换原理。图3.9.4变压器的负载运行9.1.2变压器的工作原理二、变压器的负载运行原、副绕组电9.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行变压器负载运行时，电压变换仍成立，只是比空载运行时误差稍大。图3.9.4变压器的负载运行9.1.2变压器的工作原理二、变压器的负载运行变压器负载运图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2

变压器的工作原理三、变压器的阻抗变换图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2变压器的工作原图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2

变压器的工作原理图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2变压器的工作原图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2

变压器的工作原理即为阻抗变换。应用：可根据需要，通过改变匝数比，获得合适的等效阻抗，从而使负载获得最大功率，这种方法称为“阻抗匹配”。图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2变压器的工作原负载电阻。（1）要使RL折算到原边的等效电阻，试求变压器变比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源连接时，信号源输出多大功率？9.1

变压器的基本结构与原理[例9.1.1]图中交流信号源的E=120V，内阻图3.9.6例图[解]将负载直接接在信号源时：负载电阻。（1）要使RL折算到原边的等9.1.3

变压器的外特性、损耗和效率是指当电源电压保持不变，变压器负载变化引起的负载电压与负载电流的变化关系。9.1

变压器的基本结构与原理一、外特性图3.9.7变压器的外特性曲线电压调整率：描述外特性曲线倾斜的程度。9.1.3变压器的外特性、损耗和效率是指当电源电压保持不变9.1.3

变压器的外特性、损耗和效率变压器损耗分为铜损和铁损两部分。铜损为原、副绕组电阻上的发热损耗。二、损耗和效率图3.9.8涡流铁损为铁心带来的损耗，包括磁滞损耗（铁心具有磁滞性能，以热量形式耗散掉）和涡流损耗（由铁心涡流产生的发热损耗）。9.1.3变压器的外特性、损耗和效率变压器损耗分为铜损和铁9.1.3

变压器的外特性、损耗和效率变压器效率：输出功率与输入功率之比。二、损耗和效率图3.9.9变压器的效率曲线9.1.3变压器的外特性、损耗和效率变压器效率：输出功率与9.2

变压器的额定值为确保变压器合理、安全、经济运行，生产厂家为用户提供了在给定的工作条件下，变压器能正常运行的容许工作数据，称为额定值。额定值通常标注在变压器的铬牌上，故也称为铭牌值，并用下标“N”表示。变压器额定值主要有

、、等参数。9.2变压器的额定值为确保变压器合理、安全、经济运行，生产9.2

变压器的额定值1.额定电压：根据变压器的绝缘强度和允许温升所规定的电压值。是指原边额定电压，即原边应加的电源电压。是指副边额定电压，即当原边为时，副边的空载电压。对于三相变压器，额定电压是指线电压。9.2变压器的额定值1.额定电压：根据变压器的绝9.2

变压器的额定值2.额定电流：根据变压器允许的温升而规定的电流值。是指原边额定电流。是指副边额定电流。对于三相变压器，额定电流是指线电流。9.2变压器的额定值2.额定电流：根据变压器允许9.2

变压器的额定值3.额定容量：指副边的额定视在功率，单位是VA或kVA。反映了变压器传递电功率的能力。单相变压器三相变压器9.2变压器的额定值3.额定容量：指副边的额定视9.2

变压器的额定值4.额定频率：指变压器的工作频率，单位为Hz。我国规定的工业标准频率（简称工频）为50Hz（而某些国家则规定为60Hz）。频率的改变将影响变压器的某些工作参数，影响变压器的运行性能。5.额定温升：在运行中允许变压器的温度超出参考环境温度的最大温升，常以环境温度为参考。9.2变压器的额定值4.额定频率：指变压器的工作9.2

变压器的额定值[解][例9.2.1]某单相变压器额定容量，原边额定电压，副边额定电压，求原、副边额定电流。9.2变压器的额定值[解][例9.2.1]某单相变压器额定9.2

变压器的额定值[解][例9.2.2]三相变压器，试求原、副绕组的额定电流、。9.2变压器的额定值[解][例9.2.2]三相变压器9.3

变压器绕组的极性绕组的极性：指绕组在任意瞬时两端产生的感应电动势的瞬时极性，从低电位指向高电位。图3.9.10绕组极性与绕组绕向的关系同名端（同极性端）：原、副绕组电位瞬时极性相同的端子，用标识。图3.9.11变压器绕组极性的表示9.3变压器绕组的极性绕组的极性：指绕组在任意瞬时两端产生9.3

变压器绕组的极性图3.9.12变压器绕组极性的测定图3.9.13变压器绕组极性的测定方法1：直流电感法。方法2：交流感应法。9.3变压器绕组的极性图3.9.12变压器绕组极性的测定图3.9.14三相变压器9.4

三相变压器三相电力变压器网中广泛应用于电力系统输配电的三相电压变换。

三相变压器的高、低压绕组可分别接成星形或三角形。我国采用的连接组别有：、、。图3.9.14三相变压器9.4三相变压器三相电力变压器网教育部高职高专规划教材

电工电子技术

陈小虎主编

（多学时）教育部高职高专规划教材电工电子技术电工基础知识第一部分电工电子技术电工基础知识第一部分电工电子技术变压器具有电压、电流和阻抗变换的作用，在电工技术、电子技术、自动控制等诸多领域得到了广泛的应用。

变压器第9

章第三部分常用低压控制电器与应用变压器具有电压、电流和阻抗变换的作用，在电工技术、9.1

变压器的基本结构与原理9.2

变压器的额定值9.3变压器绕组的极性9.4

三相变压器

第9章变压器第三部分常用低压控制电器与应用9.1变压器的基本结构与原理第9章变压器第三部分常主要内容：重点内容：难点内容：电压变换、电流变换、阻抗变换、电压调整率、损耗和效率、额定值。变压器的分析方法、绕组的极性判别。第9章变压器变压器原理与结构、额定值、绕组的极性。第三部分常用低压控制电器与应用主要内容：电压变换、电流变换、阻抗变换、电压调整率、损耗和效9.1

变压器的基本结构与原理不同类型的变压器的基本结构都是相同的，主要由铁心和绕组构成。9.1.1变压器的基本结构普通双绕组变压器的结构型式有两种：芯式壳式图3.9.1芯式单相和三相变压器9.1变压器的基本结构与原理不同类型的变压器的基本结构都是9.1.1变压器的基本结构芯式：绕组套在铁心柱上，多应用于大容量的电力变压器上，是应用最多的一种结构型式。

图3.9.1芯式单相和三相变压器9.1.1变压器的基本结构芯式：绕组套在铁心柱上，多应用于9.1.1变压器的基本结构壳式：绕组被铁心包围在中间，仅用于小功率的单相变压器和特殊用途的变压器。图3.9.2壳式单相变压器9.1.1变压器的基本结构壳式：绕组被铁心包围在中间，仅用9.1.1变压器的基本结构铁心：是变压器的主体部分，表面涂有绝缘漆，常用0.35～0.5mm厚的硅钢片叠装而成，担负着变压器原副边电磁耦合的任务。铁心图3.9.2壳式单相变压器9.1.1变压器的基本结构铁心：是变压器的主体部分，表面涂9.1.1变压器的基本结构绕组：是变压器电路的主体部分，担负着输入和输出电能的任务。接电源的绕组，称为原绕组（一次绕组），电磁量用下标“1”表示；接负载的绕组，称为副绕组（二次绕组），电磁量用下标“2”表示。绕组图3.9.2壳式单相变压器9.1.1变压器的基本结构绕组：是变压器电路的主体部分，担9.1.1变压器的基本结构图3.9.1芯式单相变压器高压绕组低压绕组原副绕组的匝数不同，将匝数多的称为高压绕组，将匝数少的称为低压绕组。通常，为利于绝缘，将低压绕组安放在靠近铁心的内层，将高压绕组放在低压绕组的外层。9.1.1变压器的基本结构图3.9.1芯式单相变压器高压绕9.1.2

变压器的工作原理一、变压器的空载运行副绕组电流开路（不接负载）的情况。9.1

变压器的基本结构与原理图3.9.3变压器的空载运行空载电流用于建立铁心中的磁场，也称励磁电流。9.1.2变压器的工作原理一、变压器的空载运行副绕组电流开一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2

变压器的工作原理K

称为变压器的变比。一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2

变压器的工作原理K，绕组匝数比，

也称变压器的变比。

一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.2

变压器的工作原理当电源电压一定，通过改变原、副边的匝数比，就能得到不同的输出电压，这就是电压的变换。一、变压器的空载运行图3.9.3变压器的空载运行9.1.29.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行图3.9.4变压器的负载运行副绕组电流不为零（接负载）的情况。铁心磁路中的主磁通由i1与i2共同产生。9.1.2变压器的工作原理二、变压器的负载运行图3.9.4图3.9.4变压器的负载运行9.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行磁通势平衡方程：图3.9.4变压器的负载运行9.1.2变压器的工作原理二9.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行原、副绕组电流有效值之比等于变比的倒数，这就是电流变换原理。图3.9.4变压器的负载运行9.1.2变压器的工作原理二、变压器的负载运行原、副绕组电9.1.2

变压器的工作原理二、变压器的负载运行变压器负载运行时，电压变换仍成立，只是比空载运行时误差稍大。图3.9.4变压器的负载运行9.1.2变压器的工作原理二、变压器的负载运行变压器负载运图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2

变压器的工作原理三、变压器的阻抗变换图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2变压器的工作原图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2

变压器的工作原理图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2变压器的工作原图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2

变压器的工作原理即为阻抗变换。应用：可根据需要，通过改变匝数比，获得合适的等效阻抗，从而使负载获得最大功率，这种方法称为“阻抗匹配”。图3.9.5变压器的阻抗变换作用9.1.2变压器的工作原负载电阻。（1）要使RL折算到原边的等效电阻，试求变压器变比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源连接时，信号源输出多大功率？9.1

变压器的基本结构与原理[例9.1.1]图中交流信号源的E=120V，内阻图3.9.6例图[解]将负载直接接在信号源时：负载电阻。（1）要使RL折算到原边的等9.1.3

变压器的外特性、损耗和效率是指当电源电压保持不变，变压器负载变化引起的负载电压与负载电流的变化关系。9.1

变压器的基本结构与原理一、外特性图3.9.7变压器的外特性曲线电压调整率：描述外特性曲线倾斜的程度。9.1.3变压器的外特性、损耗和效率是指当电源电压保持不变9.1.3

变压器的外特性、损耗和效率变压器损耗分为铜损和铁损两部分。铜损为原、副绕组电阻上的发热损耗。二、损耗和效率图3.9.8涡流铁损为铁心带来的损耗，包括磁滞损耗（铁心具有磁滞性能，以热量形式耗散掉）和涡流损耗（由铁心涡流产生的发热损耗）。9.1.3变压器的外特性、损耗和效率变压器损耗分为铜损和铁9.1.3

变压器的外特性、损耗和效率变压器效率：输出功率与输入功率之比。二、损耗和效率图3.9.9变压器的效率曲线9.1.3变压器的外特性、损耗和效率变压器效率：输出功率与9.2

变压器的额定值为确保变压器合理、安全、经济运行，生产厂家为用户提供了在给定的工作条件下，变压器能正常运行的容许工作数据，称为额定值。额定值通常标注在变压器的铬牌上，故也称为铭牌值，并用下标“N”表示。变压器额定值主要有

、、等参数。9.2变压器的额定值为确保变压器合理、安全、经济运行，生产9.2

变压器的额定值1.额定电压：根据变压器的绝缘强度和允许温升所规定的电压值。是指原边额定电压，即原边应加的电源电压。是指副边额定电压，即当原边为时，副边的空载电压。对于三相变压器，额定电压是指线电压。9.2变压器的额定值1.额定电压：根据变压器的绝9.2

变压器的额定值2.额定电流：根据变压器允许的温升而规定的电流值。是指原边额定电流。是指副边额定电流。对于三相变压器，额定电流是指线电流。9.2变压器的额定值2.额定电流：根据变压器允许9.2

变压器的额定值3.额定容量：指副边的额定视在功率，单位是VA或kVA。反映了变压器传递电功率的能力。单相变压器三相变压器9.2变压器的额定值3.额定