第10章 变压器2.ppt

10.2 变压器 10.2.1 变压器概述10.2.2 变压器的工作原理10.2.3 特殊用途变压器10.2.4 三相变压器 10.2.1 变压器 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。 变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配 变电流：电流互感器 变压器的主要功能有： 在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos? 及负载功率因数cos? 一定时： 电能损耗小 节省金属材料（经济） U ? I ?P = I2 Rl I ? S 电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下： 发电厂 10.5kV 输电线 220kV 升压 仪器 36V 降压 … 实验室 380 / 220V 降压 变电站 10kV 降压 降压 变压器的结构 变压器的磁路 绕组： 一次绕组 二次绕组 单相变压器 + – + – 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 变压器的分类 电压互感器 电流互感器 按用途分 电力变压器 (输配电用) 仪用变压器 整流变压器 按相数分 三相变压器 单相变压器 按制造方式 壳式 心式 变压器符号 原绕组（与电源相连） （又称初级绕组， 一次绕组） 副绕组（与负载相连） （又称次级绕组， 二次绕组） 单相变压器 10.2.2 变压器的工作原理 磁路：主磁通所经过的闭合路径。 i 线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。 ：主磁通 ：漏磁通 铁心 （导磁性能好 的磁性材料） 线圈 空载运行 ：原边接入电源，副边开路。 接上交流电源 原边电流 i1等 于励 磁电流 i10 产生感应电动势 i10 产生磁通? （交变） （ 方向符合右手定则） 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 K为变比 原、副边电压关系 根据交流磁路的分析 可得： 时 （变电压） 负载运行 Z 副边带负载后对磁路的 影响：在副边感应电压的 作用下，副边线圈中有了 电流 i2 。此电流在磁路中 也会产生磁通，从而影响原边电流 i1。但当外加电压、频率不变时，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变 。带负载后磁动势的平衡关系为： 结论：原、副边电流与匝数成反比 由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流 很小，可忽略 。即： 原、副边电流关系 （变电流） （变阻抗） 原、副边阻抗关系 从原边等效： 结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以 变比的平方。 阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率 Rs RL 信号源 设： 信号电压的有效值: U1= 50V; 信号内阻： Rs=100 ? ; 负载为扬声器，其等 效电阻：RL=8?。 求：负载上得到的功率 解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功 率为： Rs （2）将负载通过变压器接到信号源上。 输出功率为： 设变比 则： 结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。 1、 自耦变压器 A B P 10.2.3 特殊用途变压器 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：原、副边千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。 V R N1 （匝数多） 保险丝 N2 （匝数少） ~u （被测电压） 电压表 被测电压=电压表读数 ? N1/N2 2 电压互感器： 副边不能短路，以防产生过流； 2. 铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现高压。 使用注意： 用低量程的电流表测量大电流 3 电流互感器 （被测电流） N1 （匝数少） N2 （匝数多） A R i1 i2 被测电流=电流表读数 ? N2/N1 电流表 副边不能开路，以防产生高电压； 2. 铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。 使用注意事项： 钳形电流表 4、电焊变压器 接入电源后，可得到较低的电压（空载时约70V）和几十甚至几百安培电流。当焊条与焊件接触时，电源短路，此时电抗器起限流作用。起弧后，电抗器两端产生压