4.1 变压器的结构、原理、运行（课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（铁道版）

4.1 变压器的结构、原理、运行 4.2 变压器的选择和使用 4.3 特殊变压器 第4章 变压器 变压器的用途 变压器可以变换电压、电流和阻抗的功能。应用非常广泛。 电力系统：变压器用于改变供电系统的电压。 电子线路：变压器用于改变电压、耦合电路、传送信 号和实现阻抗的匹配等。 还有一些特殊变压器（如：自耦变压器、电流互感器等）及专用变压器（如：电焊变压器、整流变压器等）。 4.1 变压器的结构、原理、运行 变压器的基本结构 其它部件: 油箱、冷却装置、保护装置等 壳式变压器 变压器主要组成部分 变压器铁心: 硅钢片叠压而成 变压器绕组: 原边(一次线圈、高压绕组) 副边(二次线圈、低压绕组) 心式变压器 线圈 铁心 铁心 线圈 低压绕组 高压绕组 同心式绕组 交叠式绕组 低压绕组 高压绕组 按相数分: 单相、三相和多相变压器。 分类： 按用途分: 电力变压器，特殊用途变压器。 按结构分: 心式变压器、壳式变压器。 按冷却方式分: 自冷变压器、油冷变压器。 变压器的分类 – + u1 e1 4.1.2 变压器的基本工作原理 变压器原理示意图 i1 e1 主磁通 1 N1 e2 e2 i2 u2 – + ZL N2 2 原绕组 副绕组 2 → e2 → 1 → e1 → 变压器符号 U1 U20 —– = –— = K N1 N2 U1 U20 E1 E2 4.44 f N1m 4.44 f N2m N1 N2 —– = –— = –—–—–—– = –— 变压器变比 E2 = 4.44 f N2 m 1. 电压变换 变压器空载： E1 = 4.44 f N1 m – + u1 e1 i1 e1  N1 e2 N2 u20 – + 变压器带载工作时 U1 U2 —– ≈ –— = K N1 N2 i2 u2 – + ZL e2 – + u1 e1 i1 e1  N1 e2 N2 2. 电流变换 变压器接负载： ∵U1≈E1 = 4.44 f N1 m 变压器接负载后,副边磁势也产生磁通,主磁通 为合成磁通。 电源电压U1没有变 ∴变压器接负载后,主磁通 m 不变。 （空载电流很小） N1I1= N2 I2 结论 有效值 3. 阻抗变换 • I2 K • U2 • U1 • I1 – + + – Z2 Z1 负载阻抗 结论 在电子线路和通信工程中，常用变压器来实现阻抗的匹配。 电压变化率 *1. 变压器的外特性 cos﹤1 cos=1 0 U2 I2 U20 I2N 4.1.3变压器的运行 • I2 K • U2 • U1 • I1 – + + – Z2 （电压变化率越小越好，一般在5%左右） 变压器外特性 当电源电压U1和负载功率因数一定时， 的关系曲线称为变压器的外特性。 $$