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第4章 变压器 4.1.1 变压器的作用、分类、结构及符号 1）铁心：由硅钢片叠成 作用：构成磁路 形状：常见有心式（线圈包围铁心）和壳 式（铁心包围线圈） 2）绕组：由漆包线绕制而成 作用：完成电磁转换 分为：一次（初级、原）绕组—— 与电源相连的线圈，接收交流电能， 二次（次级、副）绕组——与负载 相连的线圈，送出交流电能 3）绝缘材料：骨架、层绝缘等 4）散热设施：对于小型变压器——空气自冷 对于大型变压器——油浸自冷或油浸风冷 4.符号 1.变压器的电压变换作用 1）原理图（空载运行） 2）、定性分析： u1 i0 i0N1 ?m e 1 e 2（u20） ?1? e 1? 3）定量分析： （2）、副边 （3）电压变换作用 2 变压器的电流变换作用 2）定性分析 e 1 u1 i1 i1N1 ? e 2 i2 i2N2 ?2? e 2? ?1? e 1? 3）定量分析： 3、变压器的阻抗变换作用 1）电路图 4.2 变压器的外特性、效率和极性 1、变压器的外特性 ——指在变压器原边加 额定电压的前提下，副 边电压与电流的关系。 1) 变压器外特性曲线 ①、I2↑→U2偏离U2N越甚 ②、负载的性质： 阻感性负载或纯阻性负载： I2↑→U2↓（ U2低于U2N） 阻容性负载（电容较大）： I2↑→U2↑（U2可能高于U2N） 2) 二次电压调整率（电压变化率） （由于变压器的副边电阻与漏磁感抗很小，一般二次电压调整率为5％左右） 2、变压器的损耗与效率 4.3 其他类型的变压器 1、自耦变压器 ——一次侧、二次侧共用一部分绕组的变压器。 实例：调压器——可改变二次 绕组匝数的自耦变压器 2、仪用互感器 ——电力系统中测量高电压、大电流时使用的一种变压器。 电流互感器：用于测量大电流的仪用互感器 电压互感器：用于测量高电压的仪用互感器 * 河 北 科 技 大 学 基础课教学部 第 4 章 变压器 4.1 变压器的基本结构和工作原理 4.2 变压器的外特性、效率和极性 4.3 其他类型的变压器 变压器---利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器。 4.1 变压器的基本结构和工作原理 4.1.1 变压器的作用、分类、结构及符号 4.1.2 变压器的工作原理 1. 作用： 变换电压、变换电流、变换阻抗 2. 分类： 按照交流量的相数： 单相变压器和三相变压器 按照应用领域： 电力：配电变压器等 电子：电源变压器等 专用：电焊变压器等 3. 结构 4.1.2 变压器的工作原理 变压器空载运行时 原边等效电路： 列回路的KVL方程：u1 + e1 + e1? = i0R1 其中：R1为原边绕组电阻 则： u1 = i0R1 － e1 － e1? 据： e1? =－L1 di0/dt 其中： L1为原边漏磁电感 有： u1 = i0R1 +L1 di0/dt － e1 （1）原边 （1）原边 u1 = i0R1 +L1 di0/dt － e1 相量形式： [Z1为原绕组漏磁阻抗，因为Z1很小、空载电流I0也很小（仅为额定电流的百分之几）] 若设 相量形式： 则根据电磁感应定律： 恒磁原理 结论： 结论： 变压器空载运行时副边等效电路： 由: 变压器原边、副边电压有效值之比与它们的匝数比成正比。——变压器的电压变换作用 k ：变压器的变比 k＞1 时，U1＞U20，降压变压器 当 k＜1 时，U1＜U20，升压变压器 k=1 时，U1=U20，隔离变压器 1）、原理图（有载运行） 根据恒磁原理： 空载时磁动势为：i0N1 有载时磁动势为：i1N1 + i2N2 则得磁动势平衡方程式： i1N1 + i2N2 =i0N1≈0 （变压器空载运行时原边电流I0 很小，仅为