2022-2023学年高二物理竞赛课件：变压器的工作原理、分类及结构

变压器的工作原理、分类及结构 变压器的工作原理、分类及结构 一、变压器的工作原理 变压器的主要部件——铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。 惯例正方向的选取 1）电压与电流一次侧为电动机惯例；二次侧为发电机惯例。 2）磁通量与电流符合右手螺旋关系。 3）电动势正方向与电流正方向相同。 K——匝比 忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有： 变压器是一种将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能的静止电磁装置。 二、变压器的分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。 电源变压器 电力变压器 控制变压器 接触调压器 三相干式变压器 三、变压器的结构简介 铁心——变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。 单相芯式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈 芯式铁心结构特点：铁轭靠着绕组的顶面和底面，不包围绕组的侧面。 绕组——变压器中的电路部分。 铁心由硅钢片叠装而成，分为铁轭和铁心柱两部分。铁心结构的基本形式由芯式和壳式。 三相芯式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈 单相壳式变压器 1—铁心柱 2—铁轭 3—绕组 壳式铁心结构特点：铁轭不仅包围绕组的顶面和底面，还包围绕组的侧面。 1—低压绕组 2—高压绕组 交叠式绕组 绕组是变压器的电路部分，一般用纸包的绝缘线绕成，可布置成同心式绕组和交叠式绕组两类。 同心式绕组 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈 油浸式电力变压器 1—信号式温度计 2—吸湿器 3—储油柜 4—油位计 5—安全气道 6—气体继电器 7—高压套管 8—低压套管 9—分接开关 10—油箱 11—铁心 12—线圈 13—放油阀门 变压器的额定值 额定容量为变压器的视在功率（用SN 表示，单位 kV·A ，V·A） 变压器在稳定负载和额定使用下，施加额定电压，且频率为额定频率时能输出额定电流而不超过温升限值的容量。 额定电流（一次和二次绕组上分别为I1N 和I2N ，单位 A , kA） 单相变压器 三相变压器 额定频率fN ——我国的规定为50Hz 额定电压（一次和二次绕组上分别为U1N 和U2N ，单位V, kV） 电源加在一次绕组上的额定电压 一次绕组加上额定电压后二次侧开路(即空载)时二次绕组的端电压 U1N U2N [例3-1] 有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器， 试求一次、二次绕组的额定电流。 解： 0� I� �� m� �� F� 1� �� E� 2� �� E� 20� �� U� L� Z� 2� �� I� 2� �� U� 1� �� U� $