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1、3-5 变 压 器,3-5 变 压 器,变压器是用来将某一数值的交流电压转换成同频率另一数值交流电压的电气设备。变压器的种类很多，按用途分类为：电力变压器和特种变压器。电力变压器主要用于输电和配电系统中，有升压变压器、降压变压器和配电变压器。常见的特种变压器有电子线路用级间耦合变压器、测量用仪用互感器、整流变压器、焊接变压器等。 一、变压器的结构 变压器由铁心和绕组等部分组成，图3-9所示为单相双绕组变压器。 铁心构成了变压器的磁路部分，为了减小磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁心是用0.350.5mm厚的硅钢片叠制而成。 绕组构成了变压器的电路部分，其中与电源相联绕组称为一次绕组 （匝数为 ），
2、与负载相联绕组称为二次绕组 （匝数为 ）。 除铁心和绕组外，还有油箱、散热装置、保护装置和出线装置等。,3-5 变 压 器,二、变压器的工作原理 1变压器的空载运行 当变压器一次绕组加额定交流电压 ，二次绕组开路时，称为变压器的空载运行，如图3-10a所示。 在外加电压 的作用下，一次绕组中有电流 通过，称为空载电流，通常变压器的空载电流 为额定电流的3%8%。在一次绕组中建立磁动势 ，在这一磁动势作用下，铁心中产生交变的主磁通 与漏磁通 。主磁通同时与一次绕组和二次绕组交链，分别产生主磁感应电动势 和 。漏磁通只与一次绕组交链，在一次绕组中产生漏感应电动势 。,3-5 变 压 器,可见，变压
3、器空载运行时，一、二次绕组上电压的比值等于两者的匝数比，这个比值 称为变压器的变比。当一、二次绕组的匝数不同时，变压器就可以把某一数值的交流电压变换为同频率的另一数值的电压，这就是变压器的电压变换作用。当 时， ，这种变压器称为降压变压器；当 时， ，这种变压器称为升压变压器。 2变压器的负载运行 变压器一次绕组接电源，二次绕组接负载，二次侧输出电流，称为变压器的负载运行，如图3-10b所示。 变压器负载运行时磁动势平衡方程式,负号说明 和 相位相反，即 对 有去磁作用,3-5 变 压 器,由于空载电流 值较小 ,于是,即,表明变压器一、二次绕组电流之比等于它们的匝数比的倒数。改变一、二次绕组
4、的匝数，可以改变一、二次绕组电流的比值，这就是变压器的电流变换作用。,3变压器的阻抗变换作用,3-5 变 压 器,变压器的阻抗变换原理如图3-11所示 。,因为,所以,当变压器二次侧接有负载阻抗时，折算到一次侧的等效阻抗等于负载阻抗乘以变比的平方，这就是变压器的阻抗变换作用。,三、变压器的功率和效率,变压器负载运行时，内部损耗包含两部分，即铜损耗和铁损耗。铜损耗是变压器运行时，在其一、二次绕组电阻上所消耗的电功率 ；,3-5 变 压 器,它与负载电流大小有关，铁损耗是交变主磁通在铁心中产生的磁滞损耗和涡流损耗，它与铁心的材料、电源电压及电源频率有关。所以变压器输入功率,变压器的效率 为输出功率
5、 与输入功率 的比值，通常用百分数表示，即,3-5 变 压 器,变压器的额定容量等于二次侧额定电压与额定电流的乘积，即 如果忽略变压器的损耗，可以近似认为变压器一、二次的额定容量近似相等。即,视在功率,四、三相变压器及特殊变压器,1三相变压器,三相变压器的基本结构如图3-12所示。,三相变压器的一、二次绕组可以分别接成星形（用Y或y表示）和三角形（用D或d表示）。因此，三相变压器可组成星形星形（有中性线）Yyn、星形三角形Yd、三角形三角形Dd等。,3-5 变 压 器,当三相变压器Yyn接法时，输出端为四线制，可输出两种电压，即线电压和相电压。 （图3-13a） 当三相变压器Yd接法时，适用为
6、三相对称负载供电，因二次绕组为三角形接法，可输出较大的电流。 （图3-13b） 三相变压器额定运行时，额定电压与额定电流均指线电压和线电流，其额定容量,3-5 变 压 器,2自耦变压器 自耦变压器只有一个绕组，其二次绕组是一次绕组的一部分，如图3-14所示。自耦变压器的基本工作原理与双绕组变压器相同，一、二次绕组电压和电流的关系为 3钳形电流表 钳形电流表是利用变压器原理制成的一种电流测量仪表，它的结构如图3-15所示。,继 续,返 回,3-5 变 压 器,图3-10 单相变压器的工作原理 a)空载时 b)负载时,3-5 变 压 器,图3-11 变压器的阻抗变换,3-5 变 压 器,图3-12 三相变压器的结构,3-5 变 压 器,图3-13 三相变压器的联接法举例,3-5 变 压 器,图3-14 自耦变压器 a)结构 b)原理图,3-5 变 压 器,图3-15 钳形电流表,3-5 变 压 器,图3-10 单相变压器的工作原理 a)空载时 b)负载时,
