《汽车电学基础》-项目五 磁路与变压器4-5

学习单元4

变压器的特性学习目标

1.掌握变压器的特性

2.掌握其他常用特殊变压器的工作原理学习项目五

磁路和变压器及应用学习单元4

变压器的特性一、外特性变压器的外特性是指当一次侧电压U1和负载功率因数cos

2保持不变时，二次侧输出电压U2

和输出电流I2

的关系，U2=f(I2)。图5-20所示为一变压器的外特性曲线。变压器从空载到额定负载，副边电压变化的数值与空载电压之比称电压调整率，或称电压变化率，记作

，它一般用百分值来表示，即学习单元4

变压器的特性电压变化率反映电压U2的变化程度。通常希望U2的变动愈小愈好，一般变压器的电压变化率约在5%左右学习单元4

变压器的特性二、损耗与效率和交流铁心线圈一样，变压器的功率损耗

包括铁心中的铁损

和绕组上的铜损

两部分。即：损耗：铜损：铁损ΔPFe

包括磁滞损耗和涡流损耗，铁损的大小与铁心内磁感应强度的最大值有关，与负载大小无关，而铜损则与负载大小（正比于电流平方）有关。学习单元4变压器的特性变压器的效率常用下式确定：式中，P2

为变压器的输出功率，P1

为输入功率。由上式可知，变压器的效率与负载有关。空载时，P2=0，但△PCu

≠0，△

PFe

≠0，故η=0。随着负载的增大，开始时η也增大，但后来因铜损增加得很快,η反而有所减少。在一般电力变压器中，当负载为额定负载的50～75%时，效率达到最大值。学习单元1

磁路的基本定律一、自耦变压器图5-21自耦变压器如图5-21所示，这个绕组的总匝数为N1，原绕组接电源，绕组的一部分匝数为N

2

，作为副绕组接负载，这样，原、副绕组不仅有磁的耦合，而且还有电的直接联系。学习单元5

特殊变压器自耦变压器的工作原理与普通双绕组变压器基本相同。由于同一主磁通穿过原、副绕组，所以原、副边的电压仍与它们的匝数成正比；有载时，原、副边的电流仍与它们的匝数成反比，即使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：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。学习单元1

磁路的基本定律二、仪用互感器1、电流互感器电流互感器是将大电流变换成小电流的升压变压器，其外形及结构原理图如图5-22所示。原绕组线径较粗，匝数很少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细，匝数很多，与电流表及功率表、电度表、继电器的电流线圈串联。用于将大电流变换为小电流。使用时副绕组电路不允许开路。根据变压器的工作原理，有学习单元1

磁路的基本定律学习单元1

磁路的基本定律使用电流互感器时应注意的事项：①电流互感器在运行中不允许副边开路，为此在电流互感器二次电路中不允许装设熔断器，在二次电路中拆装仪表时，必须先将绕组短路。②为了安全，电流互感器的铁心和二次绕组的一端也必须接地。电流互感器的副绕组绕在铁心上并与电流表接成闭合回路，可从电流表上直接读出被测电流的大小。钳形电流表用来测量正在运行中的设备的电流，使用非常方便。学习单元1

磁路的基本定律2、电压互感器电压互感器是一台小容量的降压变压器，其外形及结构原理图如图5-24所示。电压互感器的原绕组匝数很多，并联于待测电路两端；副绕组匝数较少，与电压表及电度表、功率表、继电器的电压线圈并联。用于将高电压变换成低电压。使用时副绕组不允许短路。根据变压器的工作原理，有学习单元1

磁路的基本定律使用电压互感器时应注意的事项：（1）电压互感器的低压侧（二次侧）不允许短路，否则会造成副边、原边出现大电流，烧坏