最新变压器工作原理讲解PPT课件

u02=e2=－N2dφ/dt
在一般变压器中，电阻压降i0R1很小，仅占一次绕组电压 的0.1%以下，故可近似认为u1≈－e1。
设 ΦΦmsinωt 则 e 1 N 1 d d Φ t 2 π f N 1 Φ m s i n ( ω t- 9 0 0 ) E 1 m s i n ( ω t 9 0 0 )
有效值 E14.44fN1Φ m
同理，e2=2πfN2φmsin(ωt-90)=E2msin（ωt-90）
有效值 E2=4.44fN2φm
相量表达式
.
E 1 j4 .44 fN 1 m
.
E 2 j4 .44 fN 2 m
因此，可得出：E1/E2=N1/N2≈U1/U2=k 式中k为变压器的电压比，即变比。
单位：A
三者关系： 单相：SNU 1NI1NU2NI2N 三相：SN3U 1NI1N3U2NI2N
额定频率fN
指电源频率，我国规定标准工频为50Hz。
此外，额定值还有效率、温升等。除额定值外，铭牌上还标 有变压器的相数、联结组和接线图、短路电压（或短路阻抗）的 标么值、变压器的运行方式及冷却方式等。
在实验室用自耦变压器改变电源电压；
在测量上利用仪用变压器扩大对交流电压、电流的测量范围；
在电子设备和仪器中用小功率电源变压器提供多种电压，用 耦合变压器传递信号并隔离电路上的联系等等。
变压器虽然大小悬殊，用途各异，但其基本结构和工作原理 是相同的。
第一节 变压器的工作原理、分类及结构
如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次绕组 （或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另一个绕组与负 载相连，称为二次绕组（或副绕组），这一侧称为二次侧（或副 边）。
由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为
常数,所以漏电抗 X很1 小且为常数,它不随电源电压负载情况而
变.
变压器空载运行时电动势平衡方程：
（1）一次侧电动势平衡方程
•
•
•
•
U1E1E1I0R1
•
•
•
•
U I I E •
1 E 1 0 R 1 j
0x 1 1 I 0 Z 1
忽略很小的漏阻抗压降，并写成有效值形式，有
变压器工作原理讲解
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将 一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等 级的交流电能。确切地说，它具有变压、变流、变换阻 抗和隔离电路的作用。
例如，在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高 后进行远距离输电，到达目的地以后再用变压器把电压降低供用 户使用；
当变压器的一次绕组加上交流电压u1时，一次绕组内便有一 个交变电流i0（即空载电流）流过,并建立交变磁场。
根据电磁感应原理，分别在一、二次绕组产生电动势e1、eσ1 和e2。
根据基尔霍夫电压定律，按上图所示电压、电流和电动势的 正方向，可写出一、二次绕组的电动势方程式为：
u1=i0R1-e1-eσ1≈i0R1+N1dφ/dt
u1
e1
e1
=
-
N
1
dΦ dt
dΦ e2 = - N 2 dt
i2
u1
e2 u2 ZL
U2
u2
只要：(1)磁通有变化量;(2)一、二次绕组的匝数不同，就能 达到改变电压的目的。
四、变压器的额定值
额定容量 SN ( kVA )
指铭牌规定的额定使用条件 下所能输出的视在功率。是 输出能力保证值。
单位：V·A、KV·A、MV·A 其实际输出功率取决于负载的大 小和性质，即P=Scosφ。
按容量分：小型、中型、大型和特大型变压器。
我国变压器的主要系列：SJL1（三相油浸铝线电力变压器）、 SEL1（三相强油风冷铝线电力变压器）、SFPSL1（三相强油风 冷三线圈铝线电力变压器）、SWPO（三相强油水冷自耦电力变 压器）等。
连接发电机与电网的升压变压器
连接发电机的 封闭母线
与电网相连 的高压出线端
管、储油柜、安全气道等。
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：心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。
额定电压 U1N /U2N(kV)指单长位期：运V、行K时V所。能承受的工作电压，
U1N是指根据绝缘强度和
允许发热所规定的应加在一次 绕组上的正常电压有效值。
U2N是指一次侧加 额定电压时二次侧的开 路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
额定电流 I1N/ I2N( A)
指在额定容量下，变压器在连续运行时允许通过的 最大电流有效值。在三相变压器中指的是线电流。
为考虑运输，有时铭牌上还标有变压器的总重、油重、器身 重量和外形尺寸等附属数据。
第二节 变压器的空载运行
变压器的空载运行是指变压器一次绕组接在额定电 压的交流电源上，而二次绕组开路时的工作情况。
一、空载运行时的物理情况
Φ主磁通
U1 u1
U2
i0
eσ1 e1
N1
N2
Φσ1漏磁通
i2=0
e2
u1
u02 u2
U1 一次侧接电源
U2
u1
二次侧接负载 u2
对于三相变压器，根据两组绕组的相对位置，绕组可分为同 心式和交叠式两种，如以下两图所示。
同心式绕组
交迭式绕组
根据绕组和铁心的相对位置，变压器有壳式结构和心式结构 两种，如以下两图所示。
（三）其它结构部件 如下图所示，油浸式电力变压器的结构中还包括油箱、绝缘套
三相干式变压器
接触调压器
电源变压器
环形变压器
控制变压器
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三、变压器的工作原理
变压器的主要部件是一个铁心和套在铁
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e1、e2。根据电磁感应定律可写
出电动势的瞬时方程式：
Φ
i1
U1
定义
kE1 N1 U1 U1N E2 N2 U20 U2N
K>1变压器为降压变压器； K<1变压器为升压变压器。
根据主电动势e1的分析方法，同样有
E 1σ4.44fN 1Φ 1σ E 1 σ j4 .4 4fN 1 Φ 1 σ m
漏电动势也可以用漏抗压降来表示，即
E 1 σ jω L 1 σ I 0 jI 0 X 1