变压器的工作原理是什么
变压线圈原理
变压线圈原理
变压器的工作原理是利用电磁感应原理,通过给初级线圈通电,使变压器中铁芯产生交变磁场,然后让次级线圈产生感应电动势,从而实现电压的变化。
其中初级线圈是在次级线圈的里面。
变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
当一个交流电流通过初级线圈时,线圈中就会产生交变的磁场。
次级线圈会因为交变的磁场产生感应电势。
如果初、次级线圈之间的匝数比是一定的,那么次级线圈中的感应电压也将是一定的。
如需更多与变压器相关的知识,可以请教物理专业人士或者查询相关物理学书籍。
单相变压器的工作原理
单相变压器的工作原理1.电源的交流电压输入:变压器的主绕组接收原始电源的交流电压。
这个电压可以是低压(如家庭用电)或高压(如工业用电)。
电压的大小和频率决定了变压器的工作特性。
2.磁场产生:当主绕组中通过交流电流时,会产生一个可变的磁场。
这个磁场通过变压器的铁芯传导到副绕组上。
3.电磁感应:由于磁场的变化,副绕组中将产生一个感应电动势。
根据电磁感应的法则,这个电动势的大小取决于磁通量和绕组的匝数。
4.电压变化:由于主绕组和副绕组的匝数不同,因此根据电磁感应的原理,副绕组中的电压将与主绕组中的电压不同。
如果主绕组的匝数较大,则副绕组中的电压将降低,即为降压变压器。
如果主绕组的匝数较小,则副绕组中的电压将升高,即为升压变压器。
5.能量传输:主绕组和副绕组之间的电磁感应使得从主绕组到副绕组的能量传输变为可能。
变压器只传输交流电能,由于变压器的铁芯和绕组都是构造成一个封闭的电磁回路,所以交流电能可以沿绕组的导线传输,而没有明显的电能损耗。
6.能量损耗:尽管变压器可以实现高效的能量传输,但仍会产生一定的能量损耗。
这些能量损耗主要是由焦耳热和涡流引起的。
焦耳热是由于导线电流通过导线材料时产生的电阻而产生的热量,而涡流是由于交流电通过变压器铁芯时产生的金属材料内部电流引起的热量。
7.铁芯的作用:铁芯在变压器中起到集中和加强磁场的作用。
它使得磁通更容易地通过绕组,从而提高了变压器的效率。
铁芯通常由硅钢片制成,因为它具有低磁滞和低导电性,以减少涡流损耗。
8.装置和保护:变压器通常与一些装置和保护措施一起使用,以确保其正常运行和安全性。
这些设备包括冷却系统(如散热器),绝缘和绝缘油,过压保护,过载保护和短路保护等。
总之,单相变压器通过电磁感应的原理将交流电能从一个电路传输到另一个电路。
它能够改变电压的大小,实现升压或降压功能,是电力传输和分配中最常见的设备之一。
变压器的基本工作原理
变压器基本工作原理一、变压器类型:1.按冷却模式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。
2.按防潮方法分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
3.按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。
4.按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
5.按目的分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器二、变压器工作原理:变压器基本工作原理是:变压器是由一次绕组、二次绕组和铁心组成,当一次绕组加上交流电压时,铁心中产生交变磁通,交变磁通在一次、二次绕组中感应电动势的大小与单匝感应电动势的大小相同,但一次、二次侧绕组的匝数不同,一次、二次侧感应电动势的大小就不同,从而实现了变压的目的,一次、二次侧感应电动势之比等于一次、二次侧匝数之比。
当二次侧接上负载时,二次侧电流也产生磁动势,而主磁通由于外加电压不变而趋于不变,随之在一次侧增加电流,使磁动势达到平衡,这样,一次侧和二次侧通过电磁感应实现能量传输。
三、变压器主要部件的结构和功能:1.变压器组成部件:器身(铁芯、绕组、绝缘、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置(即分接开关,分为无励磁调压和有载调压)、吸湿器、安全气道、储油柜、净油器及测温装置等)和出线套管。
2.变压器主要部件的功能:(1) 铁芯:作为磁力线的通路,同时起到支持绕组的作用。
通常由含硅量较高,厚度分别为 0.35 mm\0.3mm\0.27 mm,它由涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片制成铁心分为铁心柱和横片俩部分,铁心柱套有绕组;横片是闭合磁路之用铁心结构的基本形式有心式和壳式两种。
(2) 绕组:作为电流的通路。
绕组是变压器的电路部分,它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成。
变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理:当一次侧绕组上加上电压?1 时,流过电流 ?1,在铁芯中就产生交变磁通?1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势?1,?2,感应电势公式为:E=4.44fN?m 式中:E--感应电势有效值 f--频率 N--匝数 ?m--主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势 E1 和E2 大小也不同,当略去内阻抗压降后,电压?1 和?2 大小也就不同。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理变压器是一种主要用来改变交流电压的电气设备,它由铁芯和绕组两部分组成。
其中铁芯通常由硅钢片组成,绕组则分为初级绕组和次级绕组。
变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和能量守恒定律。
当主绕组中通入交流电时,产生的交变磁场会穿过铁芯并感应次级绕组中的电动势,从而导致次级绕组中的电流流动。
在变压器的工作过程中,主绕组的交变磁场会通过铁芯传导到次级绕组上,从而实现能量的传递。
变压器的工作原理可以分为以下几个步骤:1.主绕组中通入交流电流。
当电流通过主绕组时,会在铁芯中产生交变磁场。
2.交变磁场传导到次级绕组中。
由于铁芯的导磁性能,交变磁场会通过铁芯传导到次级绕组上。
3.感应电动势产生。
当交变磁场穿过次级绕组时,会产生感应电动势,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势的大小与交变磁场的变化率有关。
4.次级绕组中产生电流。
感应电动势的存在会导致次级绕组中的电流流动,从而实现能量的传递。
变压器主要依靠铁芯起到导磁作用,以确保交变磁场能够传导到次级绕组上。
铁芯由硅钢片叠压而成,硅钢片具有较低的磁导率和较高的电阻率,这样可以减小铁芯中的涡流损耗和铁耗,提高变压器的效率。
绕组的设计也是变压器工作的关键。
初级绕组用于接入电源,次级绕组用于输出电压。
而且,变压器通常采用密绕绕组,即采用多层绕组或薄绝缘线圈,以增加绕组的填充系数,提高变压器的功率因数。
变压器的工作原理可以从能量守恒定律的角度进行解释。
主绕组中的电能通过变压器的磁场传导到次级绕组上,在这个过程中,电能的电压和电流比例发生改变。
根据能量守恒定律,变压器的输入功率等于输出功率,即:输入功率=输出功率输入电流×输入电压=输出电流×输出电压这就是变压器的工作原理。
根据变压器的匝比可以改变输出电压和电流的大小,从而实现对电能的改变和传输。
总之,变压器是一种利用电磁感应原理实现电压变换的电气设备。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律和能量守恒定律,通过铁芯和绕组的结构设计,实现输入电能到输出电能的转换。
变压器培训资料
变压器培训资料### 变压器培训资料(第一篇)#### 一、什么是变压器?变压器是一种将电能从一个电路传输到另一个电路的电气设备。
它是基于电磁感应原理工作的。
变压器由两个或多个线圈组成,包括一个主要线圈和一个或多个次要线圈。
主要线圈连接到输电线路,次要线圈连接到用户线路。
#### 二、变压器的工作原理变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律。
当主要线圈中有交流电流通过时,产生的磁场将穿过次要线圈,导致次要线圈中产生感应电流。
根据安培定律,感应电流会产生磁场,该磁场与主要线圈中的磁场相互作用,从而引起次要线圈中的电压。
#### 三、变压器的分类根据变压器的用途和设计结构,可以将其分为以下几类:1. 功率变压器:用于将高压输电线路的电压降低到适合用户使用的低压。
功率变压器通常被安装在电网的变电所或输电塔上。
2. 隔离变压器:用于将电源与负载之间隔离,以防止电流和故障产生的危险。
隔离变压器通常用于电子设备和仪器仪表等敏感电气设备中。
3. 自耦变压器:主要用于低功率应用,如音频放大器和电子变压器。
4. 核心型变压器:具有铁芯,用于电力系统中的大功率变压器。
#### 四、变压器的优点变压器具有以下几个优点:1. 节能:变压器能够将高压转变为低压,减少了能量的损耗。
2. 距离传输:变压器可以通过增加或减少电压来调整电力传输的距离,使电能可以从发电站传输到用户。
3. 隔离:变压器通过将主要线圈与次要线圈隔离,使电源与负载之间得以隔离,从而提供了安全性和稳定性。
4. 可调性:变压器的输出电压可以根据需求进行调整,以适应不同的应用。
#### 五、常见的变压器故障及其处理方法1. 短路故障:当变压器主要线圈和次要线圈之间发生短路时,会导致大电流通过,可能引发火灾或爆炸。
处理方法包括更换短路处的绝缘材料和维修电路。
2. 温度过高:如果变压器温度过高,可能是因为负载过大或通风不良。
应及时降低负载或改进通风系统。
3. 绝缘损坏:绝缘的老化或损坏会导致电流漏到变压器的金属部分,从而引发故障。
变压器的原理是什么
变压器的原理是什么
变压器的原理是利用电磁感应现象改变交流电的电压大小。
变压器由一个主线圈和一个副线圈组成,两个线圈通过铁芯(通常是铁心)连接。
当交流电通过主线圈时,线圈中产生一个交变的磁场。
这个交变的磁场会在铁芯中产生磁通量的变化。
根据法拉第电磁感应定律,磁通量的变化会在副线圈中产生感应电动势。
如果副线圈的匝数比主线圈少,那么感应电动势的大小就会下降,从而降低输出电压;如果副线圈的匝数比主线圈多,那么感应电动势的大小就会增加,从而提高输出电压。
由于变压器的工作原理是利用交流电的特点,所以只对交流电起作用,而对直流电无效。
变压器的效率一般很高,损耗很少,因此被广泛用于电力输送与变换、电子设备等领域。
需要注意的是,变压器的原理仅改变电压大小,不改变电的功率。
根据功率守恒定律,输入功率与输出功率相等,即电压越高,电流越小;电压越低,电流越大。
变压器调压的原理和方式
变压器调压的原理和方式变压器是一种利用电磁感应原理来实现电能转换和电压调整的装置。
它由两个或多个密封的线圈(即主线圈和副线圈)组成,通过磁铁芯将它们连接到一起。
变压器的主要功能是将电压从一个电路传递到另一个电路,通常用于将高电压转换为低电压或低电压转换为高电压。
变压器的调压原理是基于互感现象和电磁感应定律。
当主线圈通电时,会在铁芯中产生磁场,同时副线圈也被该磁场所影响。
因为主副线圈之间存在互感作用,所以当主线圈中的电流变化时,副线圈中也会产生相应的电压变化。
通过合适选择主副线圈的匝数比例,可以实现输出电压的调整。
变压器的调压方式主要有以下几种:1.变压器的线圈匝数比例调节:通过增加或减少主线圈和副线圈的匝数比例来调整输出电压。
当副线圈的匝数比主线圈多时,输出电压将降低;反之,副线圈的匝数比主线圈少时,输出电压将增加。
2.变压器的输入电压调节:通过调整输入电压的大小来实现输出电压的调整。
在变压器的输入端加入可调节的电阻或自耦变压器,通过改变输入电压的大小来实现输出电压的调整。
3.变压器的绕组连接调节:将主副线圈以不同的方式连接起来,可以实现不同的输出电压。
常见的绕组连接方式有星形连接和三角形连接。
当主副线圈以星形连接时,输出电压将较低;当主副线圈以三角形连接时,输出电压将较高。
4.变压器副辅助调压设备:可以通过外部的调压设备来改变变压器的输出电压。
例如,在变压器的副线圈上串联一个稳压器或调压器,来调整输出电压的稳定性和精度。
总的来说,变压器的调压原理和方式通过改变主副线圈的匝数比例、输入电压、绕组连接方式以及外部调压设备等来调整输出电压。
变压器作为一种重要的电能转换装置,在电力系统中起到了关键的作用。
电力变压器的工作原理
电力变压器的工作原理电力变压器是一种常见的电力设备,它在电力系统中起着至关重要的作用。
它能够将高电压通过电磁感应原理转换为低电压,或者将低电压转换为高电压。
本文将详细介绍电力变压器的工作原理。
一、电力变压器的结构电力变压器由两个主要的部分组成:主绕组和副绕组。
主绕组通常由高压绕组和低压绕组构成,而副绕组则通过铁芯连接在一起。
主绕组和副绕组之间通过铁芯的磁场耦合,实现电能的传递和变换。
二、当在主绕组中加入交变电流时,产生的交变磁场将穿过铁芯。
这个交变磁场会引起铁芯中的涡流,从而产生能量损耗。
为了减少涡流损耗,通常会采用铁芯的层叠结构,即将铁芯分成多个薄片并用绝缘材料隔开。
当主绕组中的电流在正半周时,产生的磁场会使副绕组中的电压为正,而在负半周时则反向。
这样,主绕组中的交变电流通过磁场的感应作用,将电能传递到副绕组中。
根据法拉第电磁感应定律,当磁场的变化速率发生改变时,将产生感应电动势。
在电力变压器中,副绕组中的感应电动势与主绕组中的电压成正比。
因此,通过控制主绕组和副绕组的匝数比例,可以实现不同电压之间的转换。
三、电力变压器的工作模式1. 升压变压器:将输入电压转换为较高电压的变压器。
在输电系统中,经过长距离传输之后,通常会采用升压变压器将电压升高,以减少输电损耗。
2. 降压变压器:将输入电压转换为较低电压的变压器。
降压变压器常用于向家庭、工业和商业用户提供适用的低电压电力。
3. 绝缘变压器:用于将高压系统与低压系统之间进行电气隔离。
绝缘变压器的主要作用是保护人员和设备的安全。
4. 自耦变压器:主绕组和副绕组共享一部分绕组的变压器。
自耦变压器常用于电力系统中的电压调节和抑制谐波。
四、电力变压器的应用电力变压器广泛应用于电力系统中,以满足不同场合对电压的要求。
它们通常用于电力输送、工业生产、电气设备测试等领域。
除了在电力系统中的应用外,电力变压器还被广泛用于电子设备、通信设备、计算机等领域。
在这些设备中,电力变压器用于将交流电转换为所需的直流电,并提供稳定的电源。
变压器的工作原理
解:由变压器的变比公式可得
220 1100 36 N2
故 N2 180(匝)
二次侧通过白炽灯的电流为
I2
P2 U2
100 36
25 9 (安)
根据变压器变流规律可得
I1
N2 N1
I2
36 220
25 9
0.455(安)
3. 变压器的阻抗变换
变压器除了变换电压和电流外,还可以进行阻抗变换,以实现 “匹配”。
800
3.125W
变压器的变比为 k N1 R0 800 10
N2
RL
8
2. 变压器负载运行
由于二次绕组的内阻抗很小,在二次侧带负载时的电压与空载 时的电压基本相等,即
U1 U1 I2 U 20 U 2 I1
例:一台220/36V的行灯变压器,已知一次线圈匝数为1100匝,试求二次线
圈匝数?若在二次线圈侧接一盏36V、100W的白炽灯,问一次电流为多
少?(忽略空载电流和漏阻抗压降)
如图a所示,负载阻抗 Z2 接在变压器二次,这时从一次看进去 的阻抗,如图b所示,即二次反映到一次的等效阻抗为 Z1 。
i1
u1
N1
—
i2
N2 u2
Z2
—
i1
u1
Z1
—
(a)
(b)
变压器的阻抗匹配
Z1
U1 I1
N1 N2
U2
N2 N1
I2
2
Байду номын сангаас
N1 N2
Z2
即
2
Z1
N1 N2
Z2 k2 Z2
变压器的 工作原理
变压器是利用互感耦合来传输能量的一种 器件,理想变压器是一种特殊的无损耗全耦合 变压器,是对实际变压器的一种抽象,是实际 变压器的理想化模型。
变压工作原理
变压工作原理
变压器是一种用于改变交流电压的装置。
它由两个线圈(称为主线圈和副线圈)组成,它们通过铁芯相互连接。
当交流电通过主线圈时,它会在铁芯内产生一个变化的磁场。
这个磁场随着电流的变化而变化。
根据法拉第电磁感应定律,磁场的变化会引起副线圈内产生电动势。
根据数学规律,两个线圈之间的电压比例取决于它们的匝数比。
如果主线圈的匝数较高,副线圈的匝数较低,那么副线圈的输出电压将高于主线圈的输入电压。
这被称为升压变压器。
与之相反,如果主线圈的匝数较低,副线圈的匝数较高,那么副线圈的输出电压将低于主线圈的输入电压。
这被称为降压变压器。
通过设计合适的线圈匝数,变压器可以将高电压转换为低电压或低电压转换为高电压。
这在电力传输和电子设备中非常常见。
变压器的效率非常高,通常可以达到99%以上。
除了改变电压之外,变压器还可以隔离电路。
主线圈和副线圈之间的铁芯可以阻止高电压从主线圈传输到副线圈。
这在保护电子设备和人员安全方面起到了重要作用。
总的来说,变压器的工作原理是利用主副线圈之间的电磁感应,通过设计不同的匝数比例来改变电压大小,并且能够隔离电路保证安全。
变压器基本工作原理
第 1 章变压器的基本知识和结构1.1变压器的基本原理和分类一、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应定律把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。
变压器工作原理图当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。
原、副绕组的感应分别表示为则U1勺丛k u 2 e? N 2变比k:表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。
改变变压器的变比,就能改变输出电压。
但应注意,变压器不能改变电能的频率。
二、电力变压器的分类变压器的种类很多,可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。
按用途分类:升压变压器、降压变压器;按相数分类:单相变压器和三相变压器;按线圈数分类:双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器;按铁心结构分类:心式变压器和壳式变压器;按调压方式分类:无载(无励磁)调压变压器、有载调压变压器;按冷却介质和冷却方式分类:油浸式变压器和干式变压器等;按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。
三相油浸式电力变压器的外形,见图1,铁心和绕组是变压器的主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部。
1.2电力变压器的结构铁心1.铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料一0.35〜0.5mm厚的硅钢片叠成为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗。
变压器用的硅钢片其含硅量比较高。
硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。
2. 铁心形式铁心是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构二、绕组1. 绕组的材料铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成2. 形式圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等结构。
为了便于绝缘,低压绕组靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面,两个绕组之间留有油道。
变压器绕组外形如图所示三、油箱及其他附件1. 油箱变压器油的作用:加强变压器内部绝缘强度和散热作用。
变压器基本工作原理
第1章 变压器的基本知识和结构变压器的基本原理和分类一、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应定律把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;当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组;原、副绕组的感应分别表示为则 k N N e e u u ==≈212121 变比k :表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比; 改变变压器的变比,就能改变输出电压;但应注意,变压器不能改变电能的频率;二、电力变压器的分类变压器的种类很多,可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类; 按用途分类:升压变压器、降压变压器;按相数分类:单相变压器和三相变压器;按线圈数分类:双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器;按铁心结构分类:心式变压器和壳式变压器;按调压方式分类:无载无励磁调压变压器、有载调压变压器;按冷却介质和冷却方式分类:油浸式变压器和干式变压器等;按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器;三相油浸式电力变压器的外形,见图1,铁心和绕组是变压器的主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部;电力变压器的结构一、铁心1.铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料—~厚的硅钢片叠成;为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗;变压器用的硅钢片其含硅量比较高;硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘;2.铁心形式铁心是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构;二、绕组1.绕组的材料铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成;2.形式圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等结构;为了便于绝缘,低压绕组靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面,两个绕组之间留有油道;变压器绕组外形如图所示;三、油箱及其他附件1.油箱变压器油的作用:加强变压器内部绝缘强度和散热作用;要求:用质量好的钢板焊接而成,能承受一定压力,某些部位必须具有防磁化性能;形式:大型变压器油箱均采用了钟罩式结构;小型变压器采用吊器身式;2.储油柜作用:减少油与外界空气的接触面积,减小变压器受潮和氧化的概率;在大型电力变压器的储油柜内还安放一个特殊的空气胶囊,它通过呼吸器与外界相通,空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触;;3.呼吸器作用:内装硅胶的干燥器,与油枕连通,为了使潮气不能进入油枕使油劣化;硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色;吸潮的硅胶可以再生;4.冷却器作用:加强散热;装配在变压器油箱壁上,对于强迫油循环风冷变压器,电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中,这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂,使热量散失到空气中去,经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内;5.绝缘套管作用:使绕组引出线与油箱绝缘;绝缘套管一般是陶瓷的,其结构取决于电压等级;1kV以下采用实心磁套管,10~35kV采用空心充气或充油式套管,110kV及以上采用电容式套管;为了增大外表面放电距离,套管外形做成多级伞形裙边;电压等级越高,级数越多;6.分接开关作用:用改变绕组匝数的方法来调压;一般从变压器的高压绕组引出若干抽头,称为分接头,用以切换分接头的装置叫分接开关;分接开关分为无载调压和有载调压两种,前者必须在变压器停电的情况下切换;后者可以在变压器带负载情况下进行切换;分接开关安装在油箱内,其控制箱在油箱外,有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的,它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器;7.压力释放阀作用:为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸;8.气体继电器瓦斯继电器作用:变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接管道中,当变压器内部发生故障时如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等产生的气体和油流,迫使气体继电器动作;轻者发出信号,以便运行人员及时处理;重者使断路器跳闸,以保护变压器;变压器的名牌数据一、型号型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容; 例如:SL-500/10:表示三相油浸自冷双线圈铝线,额定容量为500kVA,高压侧额定电压为10kV级的电力变压器;二、额定值额定运行情况:制造厂根据国家标准和设计、试验数据规定变压器的正常运行状态;表示额定运行情况下各物理量的数值称为额定值;额定值通常标注在变压器的铭牌上;变压器的额定值主要有:额定容量S N :铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率;原边额定电压U 1N :正常运行时规定加在一次侧的端电压,对于三相变压器,额定电压为线电压; 副边额定电压U 2N :一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压;原边额定电流I 1N :变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I 1N 为原边额定线电流;副边额定电流I 2N :变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I 2N 为副边额定线电流;单相变压器额定值的关系式: N N N N N I U I U S 2211== 三相变压器额定值的关系式:NN N N N I U I U S 221133==额定频率f N :我国工频:50Hz ;还有额定效率、温升等额定值; 变压器的空载运行变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组开路时的运行状态;变压器空载运行图一、 空载时各物理量产生的因果关系二、电势与磁通的大小和相位关系设主磁通按正弦规律变化,根据电磁感应定律可推导出原绕组感应电势同理可得所以,变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比,与各自的匝数成正比,感应电势在相位上滞后磁通90°;三、原边漏电抗和激磁电抗1.原边漏电抗2.激磁电抗四、原副边回路方程和等效电路1.电动势平衡方程变压器空载运行时,各物理量的正方向通常按上图标定,根据基尔霍夫电压定律,原边回路方程为对于电力变压器,空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小,其数值不超过U1的%,将I0Z1忽略,则有副边回路方程2.空载时的等效电路Z1<<Z m、r m<<x m ;空载时电路功率因数都很小,空载电流I0主要是无功性质,由于铁磁材料的磁饱和性,引起空载电流I0的波形是尖顶波;希望空载电流越小越好,因此变压器采用高导磁率的铁磁材料,以增大Z m减少I0 ;变压器空载时既吸收无功功率,也吸收有功功率,无功功率主要用于建立主磁通,有功功率主要用于铁耗;变压器负载运行变压器负载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组接负载时的运行状态;变压器负载运行图一、负载时电磁关系1.磁动势平衡关系从空载到负载,由于变压器所接的电源电压U1不变,且U1≈E1 ,所以主磁通不变,负载时的磁动势等于与空载时的磁动势相等;即磁动势平衡关系这表明,变压器原、副边电流与其匝数成正比,当负载电流I2增大时,原边电流I1将随着增大,即输出功利增大时,输入功率随之增大;所以变压器是一个能量传递装置,它在变压的同时也在改变电流的大小;2.原、副边回路方程式按上图所规定的正方向,根据基尔霍夫电压定律,可写出原、副边回路方程式二、折算折算的目的:由于原、副边回路只有磁路的耦合,没有电路的直接联系,为了得到变压器的等效电路,需对变压器进行绕组折算;折算:就是把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时,对副边回路各参数进行的调整;折算原则是折算前后副边磁动势不变、副边各部分功率不变,以保持变压器内部电磁关系不变;副边各物理量的折算方法:折算后的基本方程式为三、负载时的等效电路形等效电路根据折算后的基本方程式可以构成变压器的T形等效电路2.较准确等效电路由于Z m>>Z1,可把“T”形等效电路中的激磁支路移到电源端,便得变压器的较准确等效电路,较准确等效电路的误差很小;3.简化等效电路在电力变压器中,I0<<I N ,因此,在工程计算中可忽略I0,即去掉激磁支路,将原、副边的漏阻抗合并,而得到变压器的简化等效电路 ;对于简化等效电路,可写出变压器的方程组简化等效电路所对应的相量图在工程上,简化等效电路及其方程式、相量图给变压器的分析和计算带来很大的便利,得到广泛应用;变压器参数的测定一、空载试验1.变压器的空载试验目的:求出变比k、空载损耗p k和激磁阻抗Z m;2.空载试验的接线通常在低压侧加电压,将高压侧开路3.空载试验的过程电源电压由零逐渐升至,测取其对应的U1、I0、p0;变压器原边加不同的电压,建立的磁通不同,磁路的饱和程度不同,激磁阻抗不同,由于变压器正常运行时原边加额定电压,所以,应取额定电压下的数据来计算激磁阻抗;由变压器空载时等效电路可知,因Z1<<Z m、r1<<r m,所以式中 p0—空载损耗,可作为额定电压时的铁耗;若要得到以高压侧为原边的激磁参数,可将所测得的激磁参数乘以k2,k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压;对于三相变压器,试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率,只要换算成一相的数据,就可直接代入上式计算;二、短路试验1.短路试验的目的:可测出短路阻抗Z k和变压器的铜耗p k;2.短路试验的接线:通常在高压侧加电压,将低压侧短路3.短路试验的过程电源电压由零逐渐升高,使短路电流由零逐渐升高至,测取其对应的U k、I k、p k;注意:由于变压器短路阻抗很小,如果在额定电压下短路,则短路电流可达~20I1N,将损坏变压器,所以做短路试验时,外施电压必须很低,通常为~U1N,以限制短路电流;取额定电流点计算,因所加电压低,铁心中的磁通很小,铁耗和励磁电流可以忽略,使用简化等效电路进行分析p kN:短路损耗,指短路电流为额定电流时变压器的损耗,p kN可作为额定电流时的铜耗;一般认为:r1=r2′=;x1=x2′=将室温下测得的短路电阻换算到标准工作温度75℃时的值,而漏电抗与温度无关;短路试验在任何一方做均可,高压侧参数是低压侧的k2倍,k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压;对于三相变压器,试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率,只要换算成一相的数据,就可直接按单相变压器计算;三、短路电压短路电压:在短路试验中,当短路电流为额定电流时,原边所加的电压与额定电压之比的百分值,即短路电压是变压器一个很重要的参数,其大小反映了变压器在额定负载时漏阻抗压降的大小;从运行角度来看,希望U k小一些,使变压器输出电压随负载变化波动小一些;但U k太小,变压器由于某种原因短路时短路电流太大,可能损坏变压器;一般中、小型电力变压器的U k=4%~%,大型电力变压器的U k=%~%;四、标么值标么值:实际值与该物理量某一选定的同单位的基值之比通常取各物理量对应的额定值作为基值;取一、二次侧额定电压U1N、U2N作为一、二次侧电压的基值;取一、二次侧额定电流I1N、I2N作为一、二次侧电流的基值;一、二次侧阻抗的基值分别为U1N/I1N、U2N/I2N;在各物理量原来的符号上加上一上标“”来表示该物理量的标么值;例如,U1=U1/U1N;一、外特性和电压变化率1.外特性外特性:指原边加额定电压,负载功率因数一定时,副边电压U2随负载电流变化的关系,即U2=fI2;变压器在纯电阻和感性负载时,副边电压U2随负载增加而降低,容性负载时,副边电压随负载增加而可能升高;2.电压变化率用变压器的简化相量图可推导出电压变化率的参数表达式电压变化率的大小与负载的大小成正比;在一定的负载系数下,短路阻抗的标么值越大,电压变化率也越大;当负载为感性时,△U为正值,说明副边电压比空载电压低;当负载为容性时△U有可能为负值;当△U为负值时,说明副边电压比空载电压高; 为了保证变压器的副边波动在±5%范围内,通常采用改变高压绕组匝数的办法来调节副边电压;二、变压器的损耗和效率1.变压器的损耗变压器的损耗包括铁耗和铜耗两大类;铁耗不随负载大小变化,也称为不变损耗;铜耗随负载大小变化,也称为可变损耗;2.变压器的效率通过变压器的空载试验和短路试验,测出变压器的空载损耗和短路损耗,就可以方便的计算出任意负载下的效率;变压器效率大小与负载大小、性质及空载损耗和短路损耗有关;对已制成的变压器,效率与负载大小、性质有关;当负载功率因数一定时,效率特性的效率曲线;当铁耗不变损耗等于铜耗可变损耗时效率最大;由于变压器总是在额定电压下运行,但不可能长期满负载;为了提高运行的经济性,设计时,铁损应设计得小些,一般取βm=~,对应的铜耗与铁耗之比为3~4;变压器额定时的效率比较高,一般在95~98%之间,大型可达99%以上;。
发电机和变压器的工作原理
发电机和变压器的工作原理发电机和变压器是电力系统中至关重要的设备,它们都起到了电能转换和传输的关键作用。
本文将详细介绍发电机和变压器的工作原理。
一、发电机的工作原理发电机是将机械能转化为电能的装置。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
根据此定律,当导体在磁场中运动时,导体两端会产生感应电动势。
发电机的主要组成部分包括转子和定子。
转子是由磁场和导体组成的,旋转时会产生旋转磁场。
定子则包含导线绕组,当转子旋转时,磁场作用于定子绕组上,感应出电流。
发电机的原理可以用以下步骤来解析:1. 定子绕组通电,形成磁场。
2. 转子通过机械能驱动旋转,生成旋转磁场。
3. 旋转磁场与定子绕组产生磁通量交变。
4. 磁通量的交变导致定子绕组产生感应电动势。
5. 通过外部电路,将感应电动势输出为电能。
二、变压器的工作原理变压器是一种基于电磁感应原理的设备,用于改变交流电的电压大小。
它主要由两个或多个线圈(绕组)和一个磁路铁芯构成。
变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当变压器的一侧线圈通电时,电流在铁芯中产生磁场。
由于磁通量的变化,另一侧的线圈中也会感应出电动势。
变压器的原理可以归纳如下:1. 主线圈(又称为初级线圈)通电,产生一个交变电流,形成一个交变磁场。
2. 交变磁场经过铁芯传导到副线圈(又称为次级线圈)。
3. 副线圈中的磁场再次通过铁芯传回到主线圈。
4. 交变磁场通过铁芯的传导,使得次级线圈中感应出电动势。
5. 通过变压器的绝缘耦合,电能从主线圈传输到副线圈。
变压器的工作原理实现了电能的变换。
当主线圈的绕组匝数(回数)大于副线圈时,称为升压变压器,可以将低电压提升为高电压。
反之,当主线圈的绕组匝数小于副线圈时,称为降压变压器,可以将高电压降低为低电压。
结论发电机和变压器是电力系统中不可或缺的设备。
发电机通过机械能转化为电能,利用电磁感应原理实现能量的转换。
变压器则通过改变电压大小来实现电能的传输和分配。
了解它们的工作原理有助于我们更好地理解电力系统中电能的产生和传输过程。
变压器的结构和工作原理
变压器的结构和工作原理一、引言变压器是电力系统中最常用的电力设备之一,它可以将交流电压从一个电路传输到另一个电路。
变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律,利用互感现象实现了电能的转换和传输。
本文将详细介绍变压器的结构和工作原理。
二、变压器的结构1. 磁心磁心是变压器中最基本的部件之一,它由铁芯和绕组组成。
铁芯是由硅钢片叠成的,这种材料具有高导磁性和低磁滞损耗,能够有效地减少铁芯在交流磁场中产生的能量损失。
绕组则是由导线缠绕在铁芯上形成的,它们分为初级绕组和次级绕组。
2. 外壳外壳是保护变压器内部元件的重要部分,它通常采用金属材料制成,并且具有良好的散热性能。
外壳还可以提供额外的保护措施,例如防止触电或防止灰尘进入内部。
3. 冷却系统冷却系统是变压器的重要组成部分,它可以有效地控制变压器内部的温度。
常见的冷却系统包括油冷却、水冷却和气体冷却等。
其中,油冷却是最常见的一种方式,它不仅可以降低变压器内部的温度,还可以提高绝缘性能。
三、变压器的工作原理1. 电磁感应定律电磁感应定律是变压器工作原理的基础,它表明当磁通量发生改变时会在导体中产生电动势。
在变压器中,当交流电流通过初级绕组时,会在铁芯中产生交流磁场。
这个交流磁场会穿过次级绕组,并在其内部诱导出一定大小的电动势。
2. 互感现象互感现象是指当两个或多个绕组共用同一个磁芯时,在其中一个绕组中产生的电动势会诱导出另一个绕组中的电动势。
在变压器中,初级和次级绕组之间通过铁芯实现了互感作用。
当初级绕组中有交流电流通过时,它所产生的交流磁场会穿过铁芯并诱导出次级绕组中的电动势。
3. 变压器的变比变压器的变比是指初级绕组和次级绕组之间电压的比值。
变压器的变比可以通过不同数量的线圈和不同的绕组方式来实现。
例如,如果次级绕组中有更多的线圈,那么它所产生的电动势就会更高,从而实现了升高电压或降低电压的效果。
4. 功率转移在变压器中,功率可以通过两种方式进行转移。
第一种方式是利用互感作用将初级绕组中的电能转换为磁能,并将其传输到次级绕组中,然后再将磁能转换为电能。
变压器工作原理
变压器工作原理变压器是一种电气设备,用于改变交流电的电压。
它是基于法拉第电磁感应定律和电磁感应定律的原理工作的。
变压器由两个线圈组成,一个称为主线圈或原线圈,另一个称为副线圈或次级线圈。
主线圈和副线圈之间通过一个铁芯连接。
变压器的工作原理如下:1. 电磁感应定律:根据法拉第电磁感应定律,当通过主线圈的电流发生变化时,会在副线圈中产生感应电动势。
这是因为主线圈中的变化电流会产生交变磁场,而交变磁场会穿过副线圈,导致在副线圈中产生感应电动势。
2. 电磁感应定律的应用:当交流电通过主线圈时,主线圈中的电流会不断变化,从而产生交变磁场。
这个交变磁场会穿过副线圈,导致在副线圈中产生感应电动势。
根据电磁感应定律,感应电动势的大小与变化磁场的速率成正比。
3. 变压器的转换比:变压器的转换比定义为主线圈和副线圈的匝数比。
根据电磁感应定律,感应电动势与匝数比成正比。
因此,变压器可以通过改变主线圈和副线圈的匝数比来改变输出电压。
4. 磁通连续性定律:根据磁通连续性定律,变压器的铁芯上的磁通是连续的。
这意味着主线圈和副线圈之间的磁通是相等的。
根据磁通连续性定律,主线圈和副线圈的匝数比等于主线圈和副线圈的电压比。
5. 能量传递:变压器通过电磁感应的原理将能量从主线圈传递到副线圈。
当主线圈中的电流变化时,它会在铁芯中产生磁场,磁场会穿过副线圈并产生感应电动势。
这个感应电动势会导致副线圈中的电流流动,从而将能量从主线圈传递到副线圈。
6. 理想变压器模型:理想变压器模型假设变压器没有能量损耗,也没有磁通漏磁。
在理想变压器模型中,主线圈和副线圈之间的功率比等于电压比。
总结:变压器是一种基于电磁感应定律的设备,用于改变交流电的电压。
通过改变主线圈和副线圈的匝数比,变压器可以实现不同电压的输出。
变压器的工作原理基于电磁感应定律和磁通连续性定律,通过电磁感应将能量从主线圈传递到副线圈。
变压器在电力传输和电子设备中起着重要的作用。
直流电压变压器的工作原理
直流电压变压器的工作原理
直流电压变压器是通过变换电感的方法来改变直流电压的设备。
其工作原理主要由以下几个步骤组成:
1. 输入电压:直流电源连接到变压器的输入端,产生一个输入电压。
2. 输入电流:输入电压通过变压器的电感产生一个输入电流。
3. 磁场产生:输入电流通过变压器的线圈产生一个磁场。
4. 磁场变化:输入电流的变化导致磁场的变化。
5. 输出电压:磁场的变化通过电感的自感效应产生一个感应电压,从而在变压器的输出端产生一个输出电压。
6. 输出电流:根据电压和线圈的阻抗关系,输出电压转化为输出电流。
通过控制输入电流和线圈的结构,可以改变电感和阻抗的比例,从而达到改变输出电压的目的。
需要注意的是,直流电压变压器的输入电流是直流的,不能改变其大小。
而变换的是电压大小,输出电流的大小取决于线圈的阻抗和输入电压的改变程度。
简述变压器工作的基本原理
简述变压器工作的基本原理变压器,这玩意儿说起来有点复杂,但其实理解起来并不难。
想象一下,你要把一杯热水倒进一个大碗里,水流着流着,温度可就慢慢下降了。
这就是能量转移的过程。
而变压器就像这个过程里的“大碗”,它能把电压从一个地方“倒”到另一个地方,只不过它是用磁场的力量来完成这个神奇的过程。
好吧,我们先来聊聊变压器的基本组成。
变压器的核心部分是两个线圈,称为原线圈和副线圈。
原线圈和副线圈就像是一对好兄弟,互相依靠,彼此支持。
原线圈接收输入的电流,形成一个强大的磁场,想象一下它就像一个超级英雄,召唤出无形的力量。
这股磁场会穿过副线圈,促使副线圈里产生电流。
就这么简单,能量的转移就是通过这个“磁力链接”实现的。
咱们再聊聊变压器的工作原理。
变压器是根据法拉第电磁感应定律工作的。
简单说,就是电流的变化会在周围产生磁场,而这个磁场又能在另一个线圈里诱导出电流。
就好像你在水面上扔石头,水波荡漾开来,影响到周围的一切。
原线圈里的电流变化就像扔石头,副线圈里的电流则是水波的回响,真是妙不可言。
变压器还有一个非常重要的特性,就是可以改变电压。
这就像是你把一块大蛋糕切成了很多小块,大家都能享受到美味。
高电压的电流经过变压器,能够变成低电压,更适合日常生活中使用。
而低电压电流再经过变压器,又可以提升为高电压,适合长距离输送电力。
真是一个聪明的设计,让我们在享受电力的同时,还能保证安全。
有些人可能会问,变压器有什么实际用途?哎呀,这可是大有文章!不管是城市的高楼大厦,还是乡村的小院子,都离不开变压器的帮助。
咱们每天使用的电器,比如冰箱、电视机、空调等等,背后都有变压器在默默工作。
想象一下,没有变压器,家里的电器可能就成了“无米之炊”,根本无法正常工作。
再说说变压器的种类吧。
市面上有很多不同类型的变压器,每种都有自己的“拿手绝活”。
比如,有些专门用来降压,有些则擅长升压,还有些是用于特定用途的隔离变压器,真是各显神通。
像是一支乐队,每个乐器都有自己的旋律,合起来才成就了一首美妙的乐曲。
变压器工作原理
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
为Z 1=R1+jX1;
另一个是带有铁心 的线圈,其阻抗为
Zm=Rm+jXm
即
E 1 I 0 ( R m j X m ) I 0 Z m
一次侧的电动势平衡方程为
U 1 ( m R E j1 X m I ) 0 Z I 0 1 (1 R jX 1)I 0
R m,Xm,Zm励磁电阻、励磁电抗、励磁阻抗。由于磁路具有饱 和特性,所以ZmRm不j是X m常数,随磁路饱和程度增大而减小。
制而成。
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)。
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。
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。
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。
变压器工作原理ppt
变压器的能量传输方式
1 互感
变压器通过两个线圈之间的互感传递电能,其中一个线圈是输入端,另一个是输出端。
2 电磁感应
通过电磁感应现象,变压器将输入端的电能传递到输出端,同时改变电压和电流的数值。
变压器的转换率
变压器的转换率定义为输出端电压与输入端电压的比值。转换率高意味着变 压器能有效地改变电压和电流。
变压器的铁芯由磁性材料制成, 用于增强磁通和减少能量损耗。
变压器的工作原理
1磁场会在另一侧线圈中感应出电流。
2
能量传输
通过电磁感应,变压器将电能从一个线圈传输到另一个线圈,同时改变电压和电流。
3
电力转换
变压器根据线圈的匝数比例改变电压和电流的大小,以满足特定的电力需求。
变压器的磁路特性
磁通
变压器中的铁芯通过创造一个闭合的磁通路径来增加磁场的强度。
磁阻
磁阻是铁芯中磁场流动的阻力,直接影响变压器的磁场传导和能量传递效率。
饱和
如果磁通密度超过铁芯的饱和点,变压器的磁路特性可能会变得不稳定。
变压器的损耗
变压器的损耗包括铜损耗和铁损耗,这些损耗会导致能量转化与传输过程中的一定能量损失。
变压器工作原理
欢迎来到本次的变压器工作原理演示,请坐稳并准备好了解变压器的工作原 理、应用领域、组成部分和更多精彩内容。
什么是变压器
变压器是一种电气设备,用于改变电压和电流的大小。它通过电磁感应原理 来实现能量传输和电力转换。
变压器的应用领域
能源行业
变压器在电力传输和分配中 起着关键作用,将电能从发 电厂输送到用户。
工业领域
变压器广泛应用于各种工业 设备中,为机械和设备提供 所需的电力。
建筑领域
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一.变压器的工作原理
变压器---利用电磁感应原理,从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件
1.变压器 ---- 静止的电磁装置
变压器可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
电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组。
变压器原理图(图3.1.2)
与电源相连的线圈,接收交流电能,称为一次绕组
与负载相连的线圈,送出交流电能,称为二次绕组
设
一次绕组的二次绕组的
电压相量 U1 电压相量 U2
电流相量 I1 电流相量 I2
电动势相量 E1 电动势相量 E2
匝数 N1 匝数 N2
同时交链一次,二次绕组的磁通量的相量为φm ,该磁通量称为主磁通
请注意图3.1.2 各物理量的参考方向确定。
2.理想变压器
不计一次、二次绕组的电阻和铁耗,
其间耦合系数 K=1 的变压器称之为理想变压器
描述理想变压器的电动势平衡方程式为
e1(t) = -N1 d φ/dt
e2(t) = -N2 d φ/dt
若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化,
则有
不计铁心损失,根据能量守恒原理可得
由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系
令 K=N1/N2,称为匝比(亦称电压比),则
二.变压器的结构简介
1.铁心
铁心是变压器中主要的磁路部分。
通常由含硅量较高,厚度为 0.35 或 0.5 mm,表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片叠装而成
铁心分为铁心柱和铁轭俩部分,铁心柱套有绕组;铁轭闭合磁路之用
铁心结构的基本形式有心式和壳式两种
心式变压器结构示意图(图3.1.6)
2.绕组
绕组是变压器的电路部分,
它是用纸包的绝缘扁线或圆线绕成
变压器的基本原理是电磁感应原理,现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理(如上图):当一次侧绕组上加上电压Ú1时,流过电流Í1,在铁芯中就产生交变磁通Ø1,这些磁通称为主磁通,在它作用下,两侧绕组分别感应电势É1,É2,感应电势公式为:E=4.44f NØm
式中:E--感应电势有效值
f--频率
N--匝数
Øm--主磁通最大值
由于二次绕组与一次绕组匝数不同,感应电势E1和E2大小也不同,当略去内阻
抗压降后,电压Ú1和Ú2大小也就不同。
当变压器二次侧空载时,一次侧仅流过主磁通的电流(Í0),这个电流称为激磁电流。
当二次侧加负载流过负载电流Í2时,也在铁芯中产生磁通,力图改变主磁通,但一次电压不变时,主磁通是不变的,一次侧就要流过两部分电流,一部分为激磁电流Í0,一部分为用来平衡Í2,所以这部分电流随着Í2变化而变化。
当电流乘以匝数时,就是磁势。
上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用,变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。
变压器工作原理动画演示
三、变压器的类型
变压器是一种静止电机,它可以将一种电压的电能转换为另一种电压的电能。
一、变压器分类及用途
电力变压器:电力系统传输电能的升压变压器/降压变压器/配电变压器等。
问题5-1 远距离输电为什么必须采用高压输电?
电炉变压器(专用)
给电炉(如炼钢炉)供电。
电焊变压器(专用)
给电焊机供电。
整流变压器(专用):
给直流电力机车供电。
仪用变压器:用在测量设备中。
电子变压器:用在电子线路中。
二、变压器的工作原理
(1)原理图
一个铁心:提供磁通的闭合路径。
两个绕组:1次侧绕组(原边)N1,2次侧绕组(副边)N2。
(2)工作原理
当1次绕组接交流电压后,电流i0,该电流在铁心中产生一个交变的主磁通Φ。
Ф在两个绕组中分别产生感应电势e1和e2
e1=-N1dФ/dt e2=-N2dФ/dt
如果略去绕组电阻和漏抗压降,则
u1/u2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2
u1/u2≈(-e1)/(-e2)=N1/N2=k, k定义为变压器的变比。
5-2 变压器的类型和结构
1、类型
除了按以上用途分类外,变压器还可以按相数/绕组数目/铁心形式/冷却方式等特征分类。
按相数分:单相/三相/多相等
按绕组数:双绕组/自耦/三绕组/多绕组
铁心形式:心式/壳式
冷却方式:干式/油浸式等
2、结构(电力变压器)
变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。
绕组是变压器的电路,铁心是变压器的磁路。
二者构成变压器的核心即电磁部分。
除了电磁部分,还有油箱/冷却装置/绝缘套管/调压和保护装置等部件。
(1)铁心
型式:心式(结构简单工艺简单应用广泛)/壳式(用在小容量变压器和电炉变压器)。
材料:一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。
铁心交叠:相邻层按不同方式交错叠放,将接缝错开。
偶数层刚好压着奇数层的
接缝,从而减少了磁阻,便于磁通流通。
铁心柱截面形状:小型变压器做成方形或者矩形;大型变压器做成阶梯形。
容量大则级数多。
叠片间留有间隙作为油道(纵向/横向)。
(纵向油道见课本图5.13)
(2)绕组
一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。
绕组套装在变压器铁心柱上,低压绕组在内层,高压绕组套装在低压绕组外层,以便于绝缘。
(3)油/油箱/冷却/安全装置
器身装在油箱内,油箱内充满变压器油。
变压器油是一种矿物油,具有很好的绝缘性能。
变压器油起两个作用:①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。
②变压器油受热后产生对流,对变压器铁心和绕组起散热作用。
油箱有许多散热油管,以增大散热面积。
为了加快散热,有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环,外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。
这些都是变压器的冷却装置。
1油箱/2储油柜/3气体继电器/4为安全气道。
变压器运行时产生热量,使变压器油膨胀,并流进储油柜中。
储油柜使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。
从而减缓了油的变质。
故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。
如果是严重事故,变压器油大量汽化,油气冲破安全气道管口的密封玻璃,冲出变压器油箱,避免油箱爆裂。
5-3 变压器的额定值
(1)额定电压U1N/U2N
单位为V或者kV。
U1N为正常运行时1次侧应加的电压。
U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。
三相变压器中,额定电压指的是线电压。
(2)额定容量SN
单位为VA/kVA/MVA
SN为变压器的视在功率。
通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。
(3)额定电流I1N/I2N
单位为A/kA。
是变压器正常运行时所能承担的电流,在三相变压器中均代表线电流。
对单相:I1N=SN/U1N I2N=SN/U2N
对三相:
I1N=SN/[sqrt(3)U1N]
I2N=SN/[sqrt(3)U2N]
(3)额定频率fN
单位为Hz,fN=50Hz
此外,铭牌上还会给出三相联接组以及相数m/阻抗电压Uk/型号/运行方式/冷却方式/重量等数据。