1、.3.1 變壓器的構造、工作原理、功能變壓器的構造、工作原理、功能 3.2 變壓器的額定值、外特性、效率及損耗變壓器的額定值、外特性、效率及損耗3.3 變壓器繞組的極性變壓器繞組的極性3.4 特殊變壓器特殊變壓器.變壓器：變壓器： 利用電磁感應原理，將一定數值的交流電轉變為利用電磁感應原理，將一定數值的交流電轉變為同頻率的另一數值的交流電，同頻率的另一數值的交流電，即一種變換交流電壓、即一種變換交流電壓、交流電流的電氣設備。在電力系統和電子線路中應交流電流的電氣設備。在電力系統和電子線路中應用非常廣泛。用非常廣泛。 交流輸電方面：交流輸電方面： 先將電廠發出的正弦交流電的電壓利用先將電廠發出的

2、正弦交流電的電壓利用升高到升高到110kV110kV、220kV220kV、500kV500kV或或1000kV1000kV等電等電網電壓等級，再經過高壓輸電線路送到電力負荷網電壓等級，再經過高壓輸電線路送到電力負荷地區。地區。 .用電用電方面：方面： 為了滿足用電設備的電壓要求和保障電氣設備、為了滿足用電設備的電壓要求和保障電氣設備、人員的安全，必須利用人員的安全，必須利用將交流高壓輸電將交流高壓輸電線路上的電壓逐級降低到線路上的電壓逐級降低到380V/220V380V/220V供用戶使用。供用戶使用。 電子線路：電子線路： 大量使用各種規格的大量使用各種規格的來實現電壓變換、來實現電壓變換

3、、耦合電路、傳遞信號、阻抗匹配等。此外，還有耦合電路、傳遞信號、阻抗匹配等。此外，還有常用的自耦變壓器、儀用變壓器、互感器和各種常用的自耦變壓器、儀用變壓器、互感器和各種專用變壓器（用于電焊、電爐、整流裝置等）。專用變壓器（用于電焊、電爐、整流裝置等）。 . 發電廠發電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實驗室實驗室380 / 220V降壓降壓變電站變電站 10kV降壓降壓降壓降壓.變壓器的基本結構：主要是變壓器的基本結構：主要是鐵芯鐵芯和和繞組繞組等構成。等構成。.變壓器實物圖：電力變壓器變壓器實物圖：電力變壓器.變壓器實物圖：電子電路中的變壓器變壓器實物圖：電

4、子電路中的變壓器（1 1）.變壓器實物圖：電子電路中的變壓器變壓器實物圖：電子電路中的變壓器（2 2）.常見的變壓器結構型式有心式和殼式兩種。 特點：繞組包圍鐵芯，多用于大容量變壓器，電力變壓器一般采用心式。 心式變壓器殼式變壓器特點：鐵芯包圍繞組，多用于小容量變壓器中。 . 鐵芯是變壓器的磁路部分。通常鐵芯由厚度為0.300.35mm、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。繞有繞組的鐵芯部分稱為鐵芯柱，其余用以閉合磁路的鐵芯部分，稱為磁軛（或鐵軛）。 . 繞組是變壓器的電路部分。一般用絕緣材料漆包的絕緣扁銅（鋁）線或絕緣圓銅（鋁）線繞制而成。 輸入電能端繞組稱為一次繞組，簡稱一次側，或稱原邊繞組、原邊

5、；輸出電能端繞組稱為二次繞組，簡稱二次側，或稱副邊繞組、副邊。電壓較高的繞組稱為高壓繞組，電壓較低的繞組稱為低壓繞組。 較大容量變壓器還具有冷卻裝置和保護裝置等。 .變壓器的磁路變壓器的磁路1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+由高導磁硅鋼片疊成由高導磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心.變壓器的分類：按變壓器用途分類特種變壓器：整流變壓器、電爐變壓器等。儀用互感器：電壓互感器、電流互感器等。自耦變壓器（調壓器）試驗用高壓變壓器電力變壓器：升壓變壓器、降壓變壓器、 配電變壓器等。.變壓器的分類：按變壓器繞組數目分類雙繞組變壓

6、器（電力變壓器多數是雙繞組）三繞組變壓器（如電力系統中聯絡變壓器）多繞組變壓器（常見于電子電路或多路供電中）單繞組變壓器（如自耦變壓器）按變壓器結構型式分類殼式變壓器心式變壓器.變壓器的分類：按變壓器相數分類三相變壓器多相變壓器（如六相、十二相等）單相變壓器按變壓器冷卻方式和冷卻介質分類油浸式變壓器（用油冷卻）干式變壓器（用空氣冷卻）.變壓器原理圖.1 1、變壓器空載運行、變壓器空載運行原邊接交流電源，原邊接交流電源，副邊開路。副邊開路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時，空載時，

7、鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢組磁通勢產生的。產生的。.1 1、變壓器空載運行、變壓器空載運行原邊，原邊，KVL：)()(11011eeiRu11eu相量形式：相量形式：11EUtmsin設：設：，原邊主磁感應電動勢，原邊主磁感應電動勢e1有效值為有效值為 mfNE1144. 4原邊電壓原邊電壓u1有效值為有效值為 mfNU1144. 4.1 1、變壓器空載運行、變壓器空載運行副邊開路電壓：副邊開路電壓：相量形式：相量形式：tmsin設：設：，副邊主磁感應電動勢，副邊主磁感應電動勢e2為為 e2有效值為：有效值為： 220eu220EU)90sin(2222tfNdtd

8、NemmfNE2244. 4副邊開路電壓副邊開路電壓u20的有效值為：的有效值為： mfNU22044. 4.1 1、變壓器空載運行、變壓器空載運行原邊、副邊的電壓之比：原邊、副邊的電壓之比：變壓器的變壓比，簡稱變比變壓器的變壓比，簡稱變比 KNNfNfNEEUUmm21212120144. 444. 421NNK .2 2、變壓器負載運行、變壓器負載運行一次側接交流電源，一次側接交流電源，二次側二次側。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，主磁有載時，主磁通通 是是由一次、由一

9、次、二次繞組磁通二次繞組磁通勢共同產生的勢共同產生的合成磁通。合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 .2 2、變壓器負載運行、變壓器負載運行原邊，原邊，KVL：)()(11111eeiRu11eu相量形式：相量形式：11EU原邊電壓原邊電壓u1有效值為：有效值為： mfNU1144. 4副邊，副邊，KVL：相量形式：相量形式：副邊電壓副邊電壓u2有效值為：有效值為： 22222eeiRu22eu 22EUmfNU2244. 4.2 2、變壓器負載運行、變壓器負載運行原邊、副邊電壓之比：原邊、副邊電壓之比：不論是空載運行還是負載運行，均有關系式不論是空載運行還是負載運行，均

10、有關系式 說明：說明：當當U1和和f不變時，鐵芯中的主磁通最大值不變時，鐵芯中的主磁通最大值m m近似常數，即在變壓器空載和負載時近似一樣。近似常數，即在變壓器空載和負載時近似一樣。 KNNUU2121mfNU1144. 4原、副邊電壓基本關系原、副邊電壓基本關系 .2 2、變壓器負載運行、變壓器負載運行因此：因此：相量形式：相量形式： 012211iNiNiN012211INININ變壓器的磁通變壓器的磁通勢平衡方程勢平衡方程 )1()(2021201IKIINNII勵磁電流分量勵磁電流分量負載電流分量負載電流分量.2 2、變壓器負載運行、變壓器負載運行 鐵芯磁導率很高，勵磁電流分量鐵芯磁導

11、率很高，勵磁電流分量 很小，一般很小，一般情況下，情況下，I0約為原邊額定電流的約為原邊額定電流的(510)%，因此，因此或或 0I211IKIKII121有效值形式為有效值形式為 KNNII11221原、副邊電流基本關系原、副邊電流基本關系 .1 1、電壓變換、電壓變換 電源電壓電源電壓U1不變時，改變原、不變時，改變原、副邊匝數之比，即改變副邊匝數之比，即改變K，可改，可改變副邊的輸出電壓變副邊的輸出電壓U2。KNNUU21212 2、電流變換、電流變換 U1、N1、N2不變時，若負載變不變時，若負載變化，副邊電流化，副邊電流I2、原邊電流、原邊電流I1發生發生變化，但它們的比值不變。變化

12、，但它們的比值不變。KNNII11221.3 3、阻抗變換、阻抗變換22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211ZKZ2 結論：結論： 變壓器一次側的等效阻抗模，為二次變壓器一次側的等效阻抗模，為二次側所帶負載的阻抗模的側所帶負載的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +.：信號源信號源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如圖，交流信號源的電動如圖，交流信號源的電動勢勢E=120V，內阻，內阻R0=800 ，負載為揚聲器，其等效電阻負載為揚聲器，其等效電阻為為RL=8 。要求。要求:(:(1)1)當當RL折折算到原邊的

13、等效電阻算到原邊的等效電阻 時，求時，求變壓器的匝數比和信號源輸變壓器的匝數比和信號源輸出的功率；出的功率；(2)當將負載直接當將負載直接與信號源聯接時與信號源聯接時, ,信號源輸出信號源輸出多大功率？多大功率？0RRL. W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，為：為：. 三相變壓器可以用三個單相變壓器以一定的聯接三相變壓器可以用三個單相變壓器以一定的聯接方式組成，這種三相變壓器稱為三相變壓器組。方式組成，這種三相變壓器稱為三相變壓器組。 大容量巨型大容量巨型變壓器以及運變壓器以及運輸條件受限制輸條件受限制地方，

14、為便于地方，為便于運輸及減少備運輸及減少備用容量，采用用容量，采用三相變壓器組。三相變壓器組。 . 常用三相心式變壓器，對稱三相繞組分別繞在一個常用三相心式變壓器，對稱三相繞組分別繞在一個鐵芯柱上。具有消耗材料少、效率高、占地面積小、鐵芯柱上。具有消耗材料少、效率高、占地面積小、維護簡單等優點。維護簡單等優點。 . 三相心式變壓器實物圖：三相心式變壓器實物圖： . 三相變壓器繞組聯結方式：三相變壓器繞組聯結方式： 三相變壓器的一次繞組三相變壓器的一次繞組或二次繞組，均可采用：或二次繞組，均可采用： 聯結聯結Y聯結聯結或或.三相變壓器聯結方式：三相變壓器聯結方式： Y/Y、Y/Y0、Y/、Y0

15、/、Y0 /Y、/Y、/Y0等。等。高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接低壓繞組接法法:YY0/三相配電變壓器三相配電變壓器: Y/動力供電系統動力供電系統: Y0/高壓側高壓側Y， ，可降低每相繞組絕緣要求；，可降低每相繞組絕緣要求；3lpUU 低壓側低壓側， ，可減小每相繞組導線截面；，可減小每相繞組導線截面；3lpII .KUUkUU211233.KUUKUU332112.變壓器的銘牌：變壓器的銘牌： . 變壓器額定容量變壓器額定容量(KVA)S:三相三相D:單相單相 . N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS容量：容量： 21PP 一次側輸入功率

16、：一次側輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運行變壓器運行時的功率取時的功率取決于負載的決于負載的性質性質. .122222)。)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O. 變壓器從空載到額定負載，二次繞組電壓的變化程變壓器從空載到額定負載，二次繞組電壓的變化程度用度用電壓變化率電壓變化率U 表示：表示： %100%20220 UUUU .2cm 18901422.S 1920101811504443804444m11 .SfB.UN.19038036051192005112112012 .UU.NUUNNA 39136502N2.USI A 130380501N1

17、.USI JIddJI 4 , 42 . mm250mm 2560521430.134411.JId取取 mm90mm 840521433914422.JId取取 . FeCu2212PPPPPP 222121RIRIPCu.A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI .0033CuFe22119724006001010010100.PPPP 00332169724002160010100211010021. 2 . AXax Aax 同極性端用同極性端用“”表示表示。增加增加+ .聯接聯接 23NfUm244. 4220NN1324 NN1324 聯接聯接 13， 2 4ii Nf.U444110m 當電源電壓為當電源電壓為220V時：時：220u+110u+電源電壓為電源電壓為110V時：時：.不行（兩繞組必須并接）不行（兩繞組必須并接）iuNN1324 Ni2220 Ni 1102220110 ii+.兩個線圈中的磁通抵消兩個線圈中的磁通抵消原因：原因：電流電流 很大很大11Rui 1111eRiu 感應電勢感應電勢0e1324NNi +u.axAaAXUUU、測量：測量： 若