第三章 弧焊变压器综述
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本节将探讨以上特点的产生原理。
第三章 弧焊变压器
26
❖ 3.1.1基本原理 3.1.1.1基本方程I式0
E10 U1
1．空载
0
W1 W2
E20
U0
φL0
耦合各系参数数取有K 效M图值=图 3-Φ，13变0其-/压1电( Φ器磁0空变 关+载系Φ压运L及0器 行)过情程空况如载下运 ： 行情况
三、铁磁材料的磁性能
1、具有高导磁率
铁磁材料中有均布的磁畴存在，磁畴是在磁性 材料中包含的一些环形电流单元 ，每个单元形成 一定方向的小磁体，软磁材料磁畴方向是无序分 布的，有外界磁场的作用下，磁畴按照磁场方向 统一取向，并使得磁场强度加强，即磁性材料产 生了磁化，而且称为具有高的导磁率。
2、具有磁饱和性 能
磁化 曲 线 磁导率
磁化曲线测试装置
磁化曲线 、磁导率及磁饱和现象
（1）oa段 B和H近似为线性关系；
（2）ab段 随着H的增加，B值增加缓慢；
（3）b点以后 H增加时B几乎不增加，达到了磁饱和状态。
几种常用铁磁材料的磁化曲线
3、磁滞现象
磁场强度H变化 （即激磁电流变化） 时，磁感应强度的变 化滞后于磁场强度H变 化的现象称为磁滞现 象。
从绝缘：绕组 的匝间绝缘和 绕组不同段之 间的绝缘。
2、冷却：
变压器的发热和散热 变压器运行时，铁损、铜损和附加损耗使得变 压器发热 ，环境介质对所产生的热量进行传 导散失，环境介质为气态或液态，介质或处 于静止状态或处于流动状态。 根据变压器冷却介质的种类不同，又可以分成 以下两种：
干式变压器： 干式浇注（成为一个模块）、干式自冷、干
为减小涡流损耗，在硅钢片表面涂有绝缘漆或者经氧化处 理形成绝缘层。
•铁心的结构
单相壳式变压器
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
心式冷轧硅钢片迭片
•绕组的结构
绕组是变压器的电路部分，一般用圆铜线或扁 铜线在绕线模上绕制而成。密绕时导线需要绝缘 处理
绕组（线圈）的作用是构成电流通路，接电源 一边的绕组称为一次绕组，接负载一边的称为二 次绕组。一次绕组的电流含有激磁电流分量，建 立磁场，负载状态下的磁场是一次绕组和二次绕 组磁动势向量合成的结果。
图中 Br :剩磁;Hc :矫顽磁力
磁滞回线
a
铁磁材料的分类：
1）软磁材料 磁滞回线窄，其剩磁b 和矫顽力都很小；用 于制作交流电器设备的铁心
2）硬磁材料 磁滞回线宽，剩磁和矫顽力都较大；用于制
作永久磁铁
四、铁磁材料中的能量损耗
1、磁滞损耗 铁心在交变磁场作用下反复磁化时，磁畴克服
摩擦力随着外部磁源自文库的变化反复取向，这样所产 生的热损耗称为磁滞损耗。
流电源的线圈，其匝数为N1 副绕组（二次绕组或次级绕组）： 接到用电设备
上的线圈，其匝数为N2
u1
e1
N1
d
dt
;
u2
e2
N2
d
dt
交变磁通同时与原、副绕组交链，在 原、副绕组内感应电动势。
变压器原、副边电势之比及电 压之比等于原、副边匝数之比。
六、绝缘系统、冷却方式、允许温升
1、绝缘： 主绝缘：不同绕组之间的绝缘、绕组与铁心的绝缘、 绕组对地的绝缘、绕组与介质间的绝缘、引线端子 间的绝缘等。
单相和三相芯式变压器
二、基本物理量
1、磁感应强度B 又称为磁通密度或磁密，磁感应强度B是表示磁
场内某点磁场强度的大小和方向的物理量。
B=μH 磁感应强度B的单位：1特斯拉（T）=104高斯（Gs
2、磁通量Φ 在均匀磁场中，磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于
磁场方向的面积S的乘积。
磁通量Φ 的单位：1韦伯=108麦克斯威
电源变压器
变压器实例
电力变压器
环形变压器
焊机控制电路有时应用
工厂车间变电所
控制变压器
接触调压器
控制箱中
焊机控制电路有时应用 三相干式变压器
调试以及负载实验
三相整流电源主变
一、变压器的基本结构
变压器的主要结构：铁心和绕组。 •铁心是变压器的磁路部分； •绕组是变压器的电路部分。
铁心的作用是形成磁路。铁心通常用0.35mm或者0. 5mm厚的硅钢片冲裁成一定的形状然后叠装而成。
第三章 弧焊变压器
23
❖弧焊变压器
弧焊变压器是最为常见的交流弧焊电源，
广泛用于手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊。
特点：
结构简单，便于制造、维修；
制造与使用成本低；
电弧不如直流电弧稳定。
第三章 弧焊变压器
24
第一节 弧焊变压器的基本原理 第二节 串连电抗器式弧焊变压器 第三节 增强漏磁式弧焊变压器
第三章 弧焊变压器
第三章 弧焊变压器
1
变压器基础知识
变压器是一种静止的电气设备， 根据电磁感应原理， 将一种形态（电压、电流、相数）的交流电能， 转换 成另一种形态的交流电能。
电力变压器（升压、降压、配电）
按用途
特种变压器（电炉、整流、焊接 ）
仪用互感器（电压、电流互感器、脉冲变 压器，阻抗匹配变压器）
实验用变压器（高压、调压）
2、涡流损耗 当线圈中通入交流电流时，
交变磁通Φ在铁心中产生感应 电动势和感应电流，感应电流 在铁心中形成闭合回路且呈旋 涡状，故称为涡流。铁心内产 生涡流时，使铁心发热，造成 能量损耗称为涡流损耗。
涡流的产生
五、变压器的工作原理
简单的单相变压器：两个线 圈没有电的直接联系， 只有 磁的耦合。
原绕组（一次绕组或初级绕组）：两个线圈中接交
式凤冷，焊接变压器均采用这种类型的结构 油浸式变压器：
自冷、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环 水冷等 。
3、温升：
部件/部位
线圈
自然油循环 强迫油循环
温升限度C 65
铁心表面
75
与变压器油接触（非导电部分） 80 的结构件表面
油面
55
测量方法 电阻法
温度计
•绕组允许最高温度由所使用的绝缘材料，绝缘等级确定。
3、磁导率（导磁系数）μ 磁导率表示物质导磁性能的物理量，不同物质
磁导率不同，真空磁导率μ0是常数， μ0 =4π×10-7H/m
相对磁导率μr：某种物质的磁导率与真空中磁导 率的比值
常用铁磁材料的相对磁导率
4、磁场强度H 磁场强度H等于该点的磁感应强度B与介质磁导率μ
的比值，方向与该点的磁感应强度方向一致。
25
第一节 弧焊变压器的基本原理
与普通变压器相比，弧焊变压器有以下特点： 通过对空载和负载两种情况下弧焊变
➢ 为稳弧要有一定的空载电压和较大电感； 压器的一次绕组、二次绕组中各个电参
➢ 要求下降的外特性； 数间的关系方程、等效电路和矢量图的
➢ 为调节焊接电流、弧压，要求外特性可调。 分析，理解弧焊变压器的外特性特点。
第三章 弧焊变压器
26
❖ 3.1.1基本原理 3.1.1.1基本方程I式0
E10 U1
1．空载
0
W1 W2
E20
U0
φL0
耦合各系参数数取有K 效M图值=图 3-Φ，13变0其-/压1电( Φ器磁0空变 关+载系Φ压运L及0器 行)过情程空况如载下运 ： 行情况
三、铁磁材料的磁性能
1、具有高导磁率
铁磁材料中有均布的磁畴存在，磁畴是在磁性 材料中包含的一些环形电流单元 ，每个单元形成 一定方向的小磁体，软磁材料磁畴方向是无序分 布的，有外界磁场的作用下，磁畴按照磁场方向 统一取向，并使得磁场强度加强，即磁性材料产 生了磁化，而且称为具有高的导磁率。
2、具有磁饱和性 能
磁化 曲 线 磁导率
磁化曲线测试装置
磁化曲线 、磁导率及磁饱和现象
（1）oa段 B和H近似为线性关系；
（2）ab段 随着H的增加，B值增加缓慢；
（3）b点以后 H增加时B几乎不增加，达到了磁饱和状态。
几种常用铁磁材料的磁化曲线
3、磁滞现象
磁场强度H变化 （即激磁电流变化） 时，磁感应强度的变 化滞后于磁场强度H变 化的现象称为磁滞现 象。
从绝缘：绕组 的匝间绝缘和 绕组不同段之 间的绝缘。
2、冷却：
变压器的发热和散热 变压器运行时，铁损、铜损和附加损耗使得变 压器发热 ，环境介质对所产生的热量进行传 导散失，环境介质为气态或液态，介质或处 于静止状态或处于流动状态。 根据变压器冷却介质的种类不同，又可以分成 以下两种：
干式变压器： 干式浇注（成为一个模块）、干式自冷、干
为减小涡流损耗，在硅钢片表面涂有绝缘漆或者经氧化处 理形成绝缘层。
•铁心的结构
单相壳式变压器
奇数层
偶数层
心式变压器迭片
心式冷轧硅钢片迭片
•绕组的结构
绕组是变压器的电路部分，一般用圆铜线或扁 铜线在绕线模上绕制而成。密绕时导线需要绝缘 处理
绕组（线圈）的作用是构成电流通路，接电源 一边的绕组称为一次绕组，接负载一边的称为二 次绕组。一次绕组的电流含有激磁电流分量，建 立磁场，负载状态下的磁场是一次绕组和二次绕 组磁动势向量合成的结果。
图中 Br :剩磁;Hc :矫顽磁力
磁滞回线
a
铁磁材料的分类：
1）软磁材料 磁滞回线窄，其剩磁b 和矫顽力都很小；用 于制作交流电器设备的铁心
2）硬磁材料 磁滞回线宽，剩磁和矫顽力都较大；用于制
作永久磁铁
四、铁磁材料中的能量损耗
1、磁滞损耗 铁心在交变磁场作用下反复磁化时，磁畴克服
摩擦力随着外部磁源自文库的变化反复取向，这样所产 生的热损耗称为磁滞损耗。
流电源的线圈，其匝数为N1 副绕组（二次绕组或次级绕组）： 接到用电设备
上的线圈，其匝数为N2
u1
e1
N1
d
dt
;
u2
e2
N2
d
dt
交变磁通同时与原、副绕组交链，在 原、副绕组内感应电动势。
变压器原、副边电势之比及电 压之比等于原、副边匝数之比。
六、绝缘系统、冷却方式、允许温升
1、绝缘： 主绝缘：不同绕组之间的绝缘、绕组与铁心的绝缘、 绕组对地的绝缘、绕组与介质间的绝缘、引线端子 间的绝缘等。
单相和三相芯式变压器
二、基本物理量
1、磁感应强度B 又称为磁通密度或磁密，磁感应强度B是表示磁
场内某点磁场强度的大小和方向的物理量。
B=μH 磁感应强度B的单位：1特斯拉（T）=104高斯（Gs
2、磁通量Φ 在均匀磁场中，磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于
磁场方向的面积S的乘积。
磁通量Φ 的单位：1韦伯=108麦克斯威
电源变压器
变压器实例
电力变压器
环形变压器
焊机控制电路有时应用
工厂车间变电所
控制变压器
接触调压器
控制箱中
焊机控制电路有时应用 三相干式变压器
调试以及负载实验
三相整流电源主变
一、变压器的基本结构
变压器的主要结构：铁心和绕组。 •铁心是变压器的磁路部分； •绕组是变压器的电路部分。
铁心的作用是形成磁路。铁心通常用0.35mm或者0. 5mm厚的硅钢片冲裁成一定的形状然后叠装而成。
第三章 弧焊变压器
23
❖弧焊变压器
弧焊变压器是最为常见的交流弧焊电源，
广泛用于手弧焊、埋弧焊、钨极氩弧焊。
特点：
结构简单，便于制造、维修；
制造与使用成本低；
电弧不如直流电弧稳定。
第三章 弧焊变压器
24
第一节 弧焊变压器的基本原理 第二节 串连电抗器式弧焊变压器 第三节 增强漏磁式弧焊变压器
第三章 弧焊变压器
第三章 弧焊变压器
1
变压器基础知识
变压器是一种静止的电气设备， 根据电磁感应原理， 将一种形态（电压、电流、相数）的交流电能， 转换 成另一种形态的交流电能。
电力变压器（升压、降压、配电）
按用途
特种变压器（电炉、整流、焊接 ）
仪用互感器（电压、电流互感器、脉冲变 压器，阻抗匹配变压器）
实验用变压器（高压、调压）
2、涡流损耗 当线圈中通入交流电流时，
交变磁通Φ在铁心中产生感应 电动势和感应电流，感应电流 在铁心中形成闭合回路且呈旋 涡状，故称为涡流。铁心内产 生涡流时，使铁心发热，造成 能量损耗称为涡流损耗。
涡流的产生
五、变压器的工作原理
简单的单相变压器：两个线 圈没有电的直接联系， 只有 磁的耦合。
原绕组（一次绕组或初级绕组）：两个线圈中接交
式凤冷，焊接变压器均采用这种类型的结构 油浸式变压器：
自冷、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环 水冷等 。
3、温升：
部件/部位
线圈
自然油循环 强迫油循环
温升限度C 65
铁心表面
75
与变压器油接触（非导电部分） 80 的结构件表面
油面
55
测量方法 电阻法
温度计
•绕组允许最高温度由所使用的绝缘材料，绝缘等级确定。
3、磁导率（导磁系数）μ 磁导率表示物质导磁性能的物理量，不同物质
磁导率不同，真空磁导率μ0是常数， μ0 =4π×10-7H/m
相对磁导率μr：某种物质的磁导率与真空中磁导 率的比值
常用铁磁材料的相对磁导率
4、磁场强度H 磁场强度H等于该点的磁感应强度B与介质磁导率μ
的比值，方向与该点的磁感应强度方向一致。
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第一节 弧焊变压器的基本原理
与普通变压器相比，弧焊变压器有以下特点： 通过对空载和负载两种情况下弧焊变
➢ 为稳弧要有一定的空载电压和较大电感； 压器的一次绕组、二次绕组中各个电参
➢ 要求下降的外特性； 数间的关系方程、等效电路和矢量图的
➢ 为调节焊接电流、弧压，要求外特性可调。 分析，理解弧焊变压器的外特性特点。