3.2变压器及其应用(课件）-高二《汽车电工电子基础》同步教学（大连理工大学出版社）

任务2 变压器及其应用 变压器功能： 变电压：电力系统 变阻抗：电子电路中的阻抗匹配 （如喇叭的输出变压器） 变电流：电流互感器 发电厂 1.05万伏 输电线 22万伏 升压 变电站 1万伏 降压 仪器 36伏 降压 实验室 380 / 220伏 降压 一、单相变压器的结构 图3-12 变压器的结构形式及图形符号 二、变压器的工作原理 1．变压器的空载运行 变压器原线圈接上额定的交变电压u1，副线圈开路不接负载（开路i2=0），这种状态称为空载运行 图3-13 变压器的空载运行 K为变比 当K＞1时,变压器为降压变压器；当K＜1时，为升压变压器。 2．变压器负载运行 （1）变压器负载运行时初、次级的电压关系 图3-14 变压器的负载运行 （2）变压器负载运行时初、次级的电流关系 结论：原、副边电流与匝数成反比 【课堂互动】变压器能变换功率吗？ 3.变压器的阻抗变换作用 图3-15 变压器的阻抗变换 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的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。 １额定电压 变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允 许的电压值。 ２额定电流 变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。 ３ 额定容量 传送功率的最大能力。 （理想） 三、变压器的额定值（以单相变压器为例） 4．额定频率fN 额定频率fN是指变压器初级绕组应接入的电源电压的频率。我国电力系统的标准频率为50Hz。 5．变压器的损耗和效率 （1）变压器的损耗 变压器主要有两部分损耗：铁损耗ΔPFe和铜损耗ΔPCu。 变压器铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗称为铁损耗。电流通过绕组时功率损耗称为铜损耗 。 （2）变压器的效率η 四、 几种特殊的变压器 1、自耦变压器 图3-16 自耦调压器 2、电流互感器 （1）电流互感器结构和原理 （a） （b） 图3-18 电流互感器 （a）电流互感器外形 （b）电流互感器接线图及符号 （2）使用注意事项： 1） 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。 图3-19 钳形电流表测量状态及结构原理图 （3）钳形电流表（电流互感器的一种变形） （4）脉冲变压器 脉冲变压器是用来变换脉冲电压的，其作用是将输入的脉冲电压（不连续变化的电压）经变压器变换后，输出的脉冲电压波形失真尽可能地小。 3、汽车上使用的变压器 （1）点火线圈 图3-31 点火线圈的磁路 （a）开磁路点火线圈的磁路 (b) 闭磁路点火线圈的磁路 1-磁力线；2-铁心；3-初级绕组；4-次级绕组；5-导磁钢片；6-空气隙 图3-32 电子点火系的工作原理图 1-点火信号发生器；2-交变点火触发信号；3-点火控制器；4-初级绕组；5-次级绕组；6-火花塞 图3-20 差动变压器式进气压力传感器示意图 1－真空膜盒；2－进气歧管；3－感应线圈的一次绕组；4－铁芯；5-感应线圈的二次绕组 差动变压器是一种开磁路互感式电感传感器，由于其感应线圈具有两个接成差动结构的绕组组成，所以又叫差动变压器 （2）基于变压器原理的传感器 （3）脉冲变压器在汽车上应用 图3-21 电容储能式电子点火系的原理图 1－直流升压器；2－晶闸管；3－点火线圈；4－分电器；5－火花塞；6－储能电容器 $