第四章 变压器修改

4-1第四章 变压器4.1 基本要求1．了解变压器的基本构造、工作原理、铭牌数据和外特性2．掌握变压器的三个变换功能及其用途3．理解阻抗匹配的意义4.2 基本内容1． 变压器主要由铁心、原绕组（一次绕组）和副绕组（二次绕组）组成铁心构成磁路，原绕组和副绕组（副边开路时仅原绕组）产生的磁通由磁路闭合而实现能量或信号的传递2．变压器的功能可由三个变换来表述：电压变换──主要用途是电源升降压原绕组电压与副绕组电压的比值近似为原绕组匝数与副绕组匝数的比值称为变比，即： 1122UNk电流变换──主要用途是电流互感器原绕组电流与副绕组电流的比值近似为变比的倒数，即：1221INk阻抗变换──主要用途是电路耦合及阻抗匹配副绕组的负载阻抗 折合到原绕组（电源）端Z可表示为该阻抗与变比平方的乘积，即： 2k3．变压器铭牌数据通常包括：①一次侧额定电压 和二次侧额定电压1NUNU2②一次侧额定电流 和二次侧额定电流II③额定容量 NS变压器的额定容量之所以用视在功率 表示是因为变压器输出的有功功率与负载的功率因NS数有关例如在额定电压和额定电流下，负载的功率因数为 时， kVA10的变压器可输出kW10的功率，而当负载的功率因数 5.0时则只能输出 的功率。

W54．变压器阻抗变换的一个重要用途是实现阻抗匹配，即采用不同的匝数比将负载阻抗变换为所需要的、比较合适的数值，这通常可以使负载从信号源或电源获得最大的信号幅度或功率值4.3 重点和难点1. 变压器是按照电磁感应原理来实现电能转换的，当变压器的输入端接直流电源时，副边将无法产生感应电势，因此变压器不能用于直流场合2. 变压器的额定容量和输出功率通常是分相等的，它们的表达式分别是： 212()cosNNSUIIVAP:2即：式中 为负载的功率因数，上式表达的变压器的输出与负载的功率因数有关2cos4-24.4 例题与习题4.4.1 例题例 4-1. 电源变压器一次侧额定电压为 220V，二次侧有两个绕组，额定电压和额定电流分别为450V、0.5A 和 110V、2A求一次侧的额定电流和容量解：根据变压器容量的定义可知 =450×0.5+110×2=445VANS一次侧额定电流： 452.0()A例 4-2 在图 4―1 所示的电路中，已知 , , ,求：VE8oR5L⑴当测得负载两端电压 时的变比 ；U4.2k⑵负载获得的最大输出功率（阻抗匹配）时的变比 ；⑶负载获得的最大功率值。

解：⑴ 又 21kERkLo21所以 2UERLo即 k4.58012整理得 06k解得 ,218如欲使一次侧电流较小，取 ，否则取 2k21k⑵此时应使 oLRk2故 4580⑶ (W)8.1051622220 LRkEP例 4-3 某电源电压器如题图 4-2 所示1）由三个副绕组能得出多少种输出电压？（2）试分别画出能得到 和 的电路接线图V5解：为分析方便，把题图 4-2 原电路中三个副绕组的排列改画成如附加图 4-2（a）中所示E_U2 RLR0_+_U1+图 4―14-32 2 0 V 1 V 3 V 9 V 1234562 2 0 V 1 V 3 V 9 V 图 4-2 图 4-3（a）（1）由三个副绕组能得出多少种输出电压，可按一下思路分析1）每个副绕组单个输出：能得到三种电压（ 、 、 ） 9312）两个副绕组顺向串联输出：能得到三种电压（ 、 、 ） 2V043）两个副绕组反向串联输出：能得到三种电压（ 、 、 ） 。

684）两个副绕组顺向串联再与另一副绕组反向串联输出：能得到三种电压（ 、 、 ） 1V755）三个副绕组顺向串联输出：能得到一种电压（ ） 13（2）输出 和 的接线图，如附加图 4-2（b） 、 （c）所示V2 2 0 V 1 V 3 V 9 V 2 2 0 V 1 V 3 V 9 V 5 V 图 4-2（b） 图 4-2（c）结论：由三个副绕组共可得到 13 种电压（ ） 13V:4.4.2 习题解答4-1．有一台单相照明变压器，容量为 ，电压为 ⑴今欲在二次侧接上 、kA020/8W40的白炽灯，最多可以接多少盏？并计算此时的一、二次侧绕组工作电流；⑵欲接功率因数V20、电压 、功率为 的日光灯（每盏灯附有功率损耗为 的镇流器） ，问最多可接4. W4多少盏？解：⑴因为白炽灯可看成是纯电阻，功率因数为 1，变压器的输出功率即为变压器的容量故可接白炽灯的盏数为： =250(盏)kVA01一次绕组电流： 26.3(A)8二次绕组电流： 45.5(A)k24-4⑵此时 cos =0.44,变压器的输出功率为其容量 44%,g 故可接日光灯盏数为：92(盏)WkVA8401.4-2 变压器的容量为 1kVA，电压为 220/36 V，每匝线圈的感应电动势为 0.2V，变压器工作在额定状态。

（1）一、二次绕组的匝数各为多少？（2）变比为多少？（3）一、二次绕组的电流各为多少？解：（1） 802.62EUN10362812112 UN（2） 206.8k（3） NNSI212107.8(A)36807.4.5()IUI4-3 单相变压器额定容量为 600kVA，一次和二次绕组分别为 480 匝和 32 匝空载时一次侧电压6000V，求二次侧电压解： 21NU(V)40648312 。