变压器原理--基本结构
变压器的基本工作原理和结构PPT课件
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯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。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
变压器的基本工作原理与结构
变压器的基本工作原理与结构变压器是电力系统中常用的电气设备，用于变换交流电的电压大小。
它通过共同的磁环（也称为铁心）和两个或更多的线圈（也称为绕组）之间的电磁耦合而工作。
变压器的基本工作原理是根据法拉第电磁感应定律，即磁通量的变化引起了线圈中的电压。
变压器的结构主要由铁心和绕组组成。
铁心是由高导磁系数的材料制成，如硅钢片。
它通常采用“E”型或“I”型结构，这是由上部和下部相等的臂带组成的。
绕组由导电材料（如铜线）绕制而成，根据其位置和功能可以分为两种类型，即主绕组和副绕组。
主绕组通常位于铁心的中心或一侧，用于输入电源。
副绕组位于主绕组旁边，用于输出电源。
当变压器接通交流电源时，主绕组中的交流电产生磁场，这个磁场会传导到铁心中，再传导到副绕组中。
由于磁场的变化，副绕组中将产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小取决于磁感应强度的变化率。
变压器中，磁感应强度的变化与线圈的匝数比例成正比。
因此，当主绕组的匝数比副绕组的匝数大时，输出电压将小于输入电压，从而实现升压的效果。
反之，则实现降压的效果。
变压器的工作原理可以用以下公式表示：V1/N1=V2/N2其中V1和N1分别为输入电压和主绕组的匝数，V2和N2分别为输出电压和副绕组的匝数。
通过调整主绕组和副绕组的匝数比例，可以实现不同的电压变换。
此外，变压器还有一些其他的重要组件，如冷却系统和绝缘材料。
冷却系统用于控制变压器的温度，以确保其正常运行。
绝缘材料用于绝缘绕组和铁心，以防止电流泄漏和绕组之间的短路。
总之，变压器是一种通过电磁耦合将交流电压变换为不同大小的电器设备。
它的工作原理基于法拉第电磁感应定律，通过调整主绕组和副绕组的匝数比例来实现电压的变换。
变压器的结构主要由铁心和绕组组成，还包括冷却系统和绝缘材料。
变压器的基本原理和结构
8 油箱
油箱用于存放绝缘油，起 到绝缘和冷却的作用。
9 绝缘材料
绝缘材料用于隔离和保护 绕组和其他元素。
变压器的分类
按用途分类
电力变压器、工业变 压器
按环境分类
户内变压器、户外变 压器
按冷却方式分类
干式变压器、油浸变 压器
按频率分类
低频变压器、高频变 压器
变压器的特点
1 低损耗
变压器具有较低的电能转换损耗，高能量利 用效率。
变压器的基本原理和结构
变压器是一种电力设备，基于电磁感应定律和互感现象工作。它由磁芯、一 次线圈、二次线圈等组件构成，具有高效率、安全可靠和低成本等特点。
变压器的基本原理
1 电磁感应定律
2 互感现象
根据法拉第电磁感应定律， 当磁通量发生变化时，会 在相邻的线圈中引发感应 电动势。
互感现象是指一次线圈中 的变化电流引起二次线圈 中感应电压的现象。
2 一次线圈
3 二次线圈
一次线圈是输入侧的线圈， 通过电流的变化产生磁场。
二次线圈是输出侧的线圈， 通过磁感应产生感应电动 势。
4 绕组
绕组是指一次线圈和二次 线圈的线圈绕制。
5 端子
端子用于连接变压器的输 入和输出电路。
6 冷却系统
冷却系统可以有效散热， 保证变压器正常工作。
7 外部壳体
外部壳体保护内部元件， 并提供绝缘和安全性能。
2 绝缘材料耐用
选用耐高温、耐电压波动的绝缘材料，保证 变压器长期稳定工作。
3 效率高
变压器的能量转换效率高，能够大幅减பைடு நூலகம்能 源浪费。
4 维护方便
变压器结构简单，易于检修和维护。
5 安全可靠
变压器具备过流、过压等保护措施，减少事 故的发生。
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用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。
5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。
这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。
电力变压器的基本工作原理和结构
根据前面所学的方程，可作出变压器空载时的相量图：
（1）以 为参考相量
（2） 与 同相， 滞后 ，
（3） 滞后 ， ；
（4）
（5）
空载运行小结
1
2
主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。
3
4
电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。
当空载电流按正弦规律变化时，主磁通呈尖顶波形。
实际空载电流为非正弦波，但为了分析、计算和测量的方便，在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。
二、空载损耗
对于已制成变压器，铁损与磁通密度幅值的平方成正比，与电流频率的1.3次方成正比，即
空载损耗约占额定容量的0.2%~1%，而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。
等效电路及相量图 折算 折算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。 方法：（将二次侧折算到一次侧) 折算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组(N2=N1)来等效，同时对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变,用一个等效的电路代替实际的变压器。
折算后的方程式为
3.1 变压器的基本工作原理和结构
3.2 单相变压器的空载运行
3.3 单相变压器的负载运行
3.4 变压器的参数测定
3.5 标么值
3.6 变压器的运行特性
3.7 三相变压器
3.8 变压器的并联特性
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.
变压器的基本结构与工作原理
变压器的基本结构与工作原理变压器，这个名字一听就有点高大上，但其实它的工作原理就像我们日常生活中的很多事情，简单而又神奇。
你想啊，就像你把一杯热水倒入另一杯冷水，温度就会慢慢平衡一样，变压器也在电流的世界里做着类似的事情。
那今天就来聊聊这个小家伙的基本结构和它是怎么工作的吧！1. 变压器的基本结构1.1 铁心首先，变压器的核心部分就是铁心。
这玩意儿可不简单，想象一下，它就像是变压器的脊梁骨，得承受一切。
一般来说，铁心是由很多层薄铁片叠成的，目的是为了减少能量的损耗。
你知道的，越薄越轻，热量就不容易散发，节省电力也省心。
它的工作方式就像一个优雅的舞者，轻轻地在电流中舞动，把能量传递得流畅无比。
1.2 绕组接下来，绕组就是变压器的“心脏”了。
它们一般分为高压绕组和低压绕组，就像是两个兄弟，一个负责“高大上”，一个负责“接地气”。
电流在高压绕组里走得飞快，像个风一样呼啸而过；而在低压绕组里，它则慢慢变得温和，适合我们日常使用。
这个过程就像一个调皮的小孩子，时而奔放，时而安静，总是给我们带来惊喜。
2. 变压器的工作原理2.1 电磁感应好了，讲到这里，很多人可能会问，这变压器到底是怎么工作的呢？其实，变压器的工作原理主要是依靠电磁感应。
简单来说，就是一个线圈里有电流流动时，周围就会产生磁场。
这个磁场就像是魔法一样，能影响到另一个线圈。
你想啊，如果你在火锅店里，锅里煮的火锅冒着热气，旁边的食材也会被吸引过来一样。
电流通过高压绕组产生的磁场，就能让低压绕组里的电流悄悄跑出来。
2.2 电压转换当我们把电流传递给低压绕组的时候，电压就会发生变化。
就像我们常说的“换个地方看看”，有时候会让事情变得更好。
在变压器中，电压的高低取决于绕组的圈数比。
如果高压绕组的圈数多，那么电压就高；反之，如果低压绕组的圈数少，电压就低。
这个过程就像打麻将，手里的牌决定了你能出的招数，变压器的“牌”也是这样定的。
3. 变压器的应用3.1 生活中的变压器变压器的应用可谓无处不在。
变压器的基本工作原理与结构
变压器的基本工作原理与结构变压器是一种电磁装置，主要用于改变电压的大小，实现电能的传输和分配。
变压器的基本工作原理是利用电磁感应原理。
变压器的结构主要由两部分组成，即主线圈和副线圈。
主线圈通常被称为高压线圈，而副线圈通常被称为低压线圈。
两个线圈之间通过铁芯连接。
变压器的工作原理可以通过法拉第电磁感应定律解释。
当主线圈中通入交流电时，由于在线圈中形成了一个交变的磁场，这个交变磁场会通过铁芯传导到副线圈中，使得副线圈中的导体中也产生交变电流。
这个交变电流通过副线圈的导线，形成了一个交变的电场，进而使得副线圈的两端产生了不同大小的电压。
基于电磁感应原理，根据变压器的线圈匝数比例，可以实现电压的变换。
根据理论计算，副线圈电压与主线圈电压的比值等于副线圈匝数与主线圈匝数的比值。
这就是变压器的基本公式：U2/U1=N2/N1，其中U1、U2分别为主线圈和副线圈的电压，N1、N2分别为主线圈和副线圈的匝数。
另外，为了提高变压器的效率和性能，变压器还会采用铁芯结构。
铁芯可以有效地导磁，并减少能量的损失。
铁芯通常由硅钢片组成，这种材料具有良好的导磁性能和较低的铁损耗。
变压器还包括一些辅助设备和保护装置，例如冷却装置、温度探头、过流保护、过压保护等。
这些设备和装置可以确保变压器的正常运行，并防止过载和损坏。
总的来说，变压器是一种能够改变电压的电磁装置。
它的工作原理是利用电磁感应现象，通过主副线圈之间的电磁感应实现电压的变换。
变压器的结构主要由主线圈、副线圈和铁芯组成。
通过合理设计和选择不同匝数的线圈，可以实现不同变比的变压器，满足电网和电气设备对不同电压级别的需求。
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理变压器是一种基本的电力器件，用于改变交流电压的大小。
它由两个或多个线圈（或称为绕组）和一个磁环心组成，主要起到改变电压、降低电流和隔离电路的作用。
变压器主要由两个绕组组成，一个是输入绕组，也叫做初级绕组，连接到供电网络上；另一个是输出绕组，也叫做次级绕组，用于输出电能给负载。
这两个绕组通过一个磁环心（一般采用硅钢片制成）连接起来。
变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。
当在初级绕组上通以交流电，就会在磁环心中产生一个交变的磁场。
这个交变磁场穿过次级绕组，使次级绕组上的电子在导体中移动，产生感应电动势，从而在次级绕组上获得交流电压。
根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的改变速率有关。
磁通量是磁场通过一个环路的情况，它与磁场强度和环路面积相关。
当在初级绕组上通以交流电时，由于交变磁场的存在，磁通量也随之改变，从而在次级绕组中感应出电压。
变压器中的变比是由绕组的匝数比决定的。
根据法拉第电磁感应定律（即感应电动势对磁通量的改变速率成正比），绕组的匝数比等于变压器的变比。
变压器的变比可以通过改变两个绕组的匝数来实现，即在初级绕组和次级绕组中分别增加或减少匝数。
变压器根据变比可以分为降压变压器和升压变压器。
当次级绕组的匝数比初级绕组的匝数少时，即次级绕组的匝数比初级绕组的匝数小于1，变压器为降压变压器；当次级绕组的匝数比初级绕组的匝数多时，即次级绕组的匝数比初级绕组的匝数大于1，变压器为升压变压器。
变压器的工作效率通常很高，约为95%~99%。
其中，主要损耗包括铁心损耗和铜线损耗。
铁心损耗是指由于磁化和变磁所引起的能量损耗；铜线损耗是指通过绕组中的电流引起的能量损耗。
为了减小损耗，并提高变压器的效率，通常采用高导磁材料制作磁环心，以及大截面、短长度的导线制作绕组。
总之，变压器是一种基本的电力器件，通过电磁感应的原理改变和转换交流电压。
它由两个或多个绕组和一个磁环心组成，在电力系统中起到降压、升压和隔离电路的作用。
变压器的基本结构和工作原理
变压器的基本结构和工作原理
变压器是一种电气设备，用于调整交流电压的大小。
它通过电磁感应的原理工作，将输入的电压转化为输出的电压。
以下是变压器的基本结构和工作原理：基本结构：
铁芯：变压器的核心是由硅钢片制成的铁芯，用于提高电磁感应的效果。
铁芯可以分为两种类型：扁平型（方型）和圆形型。
绕组：变压器包含两个或多个绕组，它们分别称为初级绕组和次级绕组。
初级绕组是连接到电源的绕组，次级绕组是连接到负载的绕组。
油箱和绝缘油：大多数变压器都安装在一个密封的金属油箱中，油箱内填充了绝缘油。
绝缘油不仅提供了绝缘性能，还有助于冷却变压器。
工作原理：
电磁感应：当在初级绕组中通过电流时，产生的磁场通过铁芯传导到次级绕组，从而在次级绕组中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比。
变压器方程：根据变压器方程，初级电压（V1）与次级电压（V2）的关系与它们在变压器中的绕组匝数（N1和N2）的比例成正比。
理想变压器：在理想变压器中，假设没有能量损耗，电压和电流的关系可以通过变压器方程完美描述。
然而，在实际中，存在一些损耗，如铁芯损耗和铜损耗。
损耗：
铁芯损耗：由于铁芯中的磁通在交变电压下不断翻转，导致铁芯发热，产生铁芯损耗。
铜损耗：由于绕组中的电流通过导线时产生的电阻，导致导线发热，产生铜损耗。
总体而言，变压器是一种高效且常见的电力设备，用于在电能输送和分配系统中实现不同电压水平的转换。
变压器结构简介与工作原理
变压器结构简介与工作原理概述：变压器是一种电气设备，用于改变交流电的电压和电流。
它由两个或更多的线圈（称为绕组）和一个磁路铁芯组成。
本文将详细介绍变压器的结构和工作原理。
一、变压器结构：1. 铁芯：变压器的铁芯通常由硅钢片或镍铁合金制成。
它的主要作用是提供磁路，用于传导磁场。
铁芯由许多薄片叠加而成，以减少铁芯中的涡流损耗。
2. 一次绕组：一次绕组是变压器中的输入绕组，通常由较粗的导线制成。
它接收来自电源的电流，并产生磁场。
3. 二次绕组：二次绕组是变压器中的输出绕组，通常由较细的导线制成。
它接收来自一次绕组的磁场，并产生输出电压。
4. 绝缘层：绝缘层用于隔离绕组之间以及绕组与铁芯之间的电气接触，以防止电流短路和绝缘击穿。
5. 冷却系统：大型变压器通常配备冷却系统，以保持变压器在正常工作温度范围内。
冷却系统可以是自然冷却或强制冷却，常见的冷却介质包括油和冷却风扇。
二、变压器工作原理：变压器的工作原理基于法拉第电磁感应定律。
当一次绕组中的交流电流流过时，它会产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过二次绕组，从而在二次绕组中感应出电压。
具体的工作过程如下：1. 输入电压：输入电源的交流电压施加在一次绕组上。
2. 磁场产生：一次绕组中的交流电流产生一个交变磁场。
3. 磁场传导：交变磁场通过铁芯传导到二次绕组。
4. 电压感应：交变磁场在二次绕组上感应出电压。
5. 输出电压：二次绕组的电压输出到负载中。
变压器的工作原理可以通过下述数学公式表示：V1 / V2 = N1 / N2 = I2 / I1其中，V1和V2分别代表一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别代表一次绕组和二次绕组的匝数，I1和I2分别代表一次绕组和二次绕组的电流。
三、应用领域：变压器在电力系统中起着至关重要的作用。
它们用于输电、配电和电力转换。
以下是一些常见的应用领域：1. 电力输送：变压器用于将高压电能从发电厂输送到变电站，然后再通过变压器将电能分配到不同的用户。
变压器原理基本结构
变压器原理基本结构变压器（Transformer）是一种利用电磁感应原理来进行电压变换的电器设备。
它由铁芯和线圈组成。
基本结构主要包括铁芯、一次线圈和二次线圈。
1.铁芯：变压器的主要部分是铁芯，它通常采用硅钢片或镍铁合金制成。
铁芯起到集中磁感应线圈的作用，提高磁链的传递效率。
铁芯采用叠压的形式，使得磁场更加集中，并且减小了磁通的损耗。
2.一次线圈：变压器的一次线圈是接在输入端的线圈，也称为“原线圈”或“低压线圈”。
一次线圈由导线绕制而成，其绕制匝数较少。
一次线圈的主要作用是提供输入的电流，产生磁场。
3.二次线圈：变压器的二次线圈是接在输出端的线圈，也称为“副线圈”或“高压线圈”。
二次线圈由导线绕制而成，其绕制匝数较多。
二次线圈的主要作用是输送输出的电流，接收通过铁芯传递过来的磁场。
整个变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当交流电流通过一次线圈时，产生的磁场会穿过铁芯，然后再穿过二次线圈。
这个过程中，磁场的变化会导致在二次线圈中产生感应电动势，从而引发电流的流动。
变压器的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.步骤一：当输入的交流电压施加在一次线圈上时，线圈中的电流开始流动。
由于交流电的特性，电流的方向和大小都会不断改变。
2.步骤二：一次线圈中的交流电流产生的磁场通过铁芯传导。
铁芯会集中磁感应线圈，使得磁通更加密集。
3.步骤三：通过铁芯集中的磁通穿过二次线圈，产生感应电动势。
根据电磁感应定律，当磁通的变化穿过一个线圈时，会在线圈中产生感应电动势。
感应电动势的大小取决于磁通的变化率和线圈的匝数。
4.步骤四：感应电动势引发二次线圈中的电流流动。
由于感应电动势的存在，二次线圈中会产生电流，并且电流的方向和大小也会根据输入电流的变化而改变。
通过以上的步骤，变压器实现了电压的升降。
输出电压的大小可以通过变压器的匝数比来调节，原则上，一次线圈绕制的匝数越大，就可以实现较高的输出电压。
变压器的基本原理和结构
第变 压 器
四的 应 用
章
电力系统中的应用
1
添加标题
电压调节
2
添加标题
变压器在电力系统中用于调节电压，以
满足不同负荷的需求。
3
添加标题
能量传输
4
添加标题
变压器是电力传输的重要设备，用于将
电能从一个地方传输到另一个地方。
5
添加标题
系统隔离
6
添加标题
变压器在电力系统中起到隔离高压和低
压的作用，保障操作人员的安全。
三相变压器主 要用于三相交 流电源的转换， 其结构复杂， 效率高。
详细描述
总结词
特种变压器
总结词
特种变压器是针对特定需求设计的变压器，具有特殊用 途和功能。
详细描述
特种变压器包括整流变压器、滤波变压器、电炉变压器、 试验用高压变压器等。这些变压器具有特定的结构和功 能，以满足特定应用的需求。例如，整流变压器用于整 流电路中，将交流电转换为直流电；滤波变压器用于滤 波电路中，消除电路中的谐波干扰；电炉变压器用于电 炉中，提供高温加热；试验用高压变压器用于高压测试 和实验中，提供高电压测试信号。
故障诊断与处理
对变压器出现的故障进行诊断，找出原因，采取相应的处理措施。
预防性维护
通过定期的预防性维护，降低变压器故障的发生率。
建立维护档案
对变压器的维护情况进行记录，建立完整的维护档案。
提高操作人员技能
加强操作人员的培训，提高其技能水平，确保正确操作和维护变压器。
THANKWSAFTCOHRING
变压器的清洁与保养
清洁变压器外壳
定期对变压器外壳进行清洁，去除灰尘和污 垢，保持外观整洁。
更换密封件
变压器的主要结构和工作原理
变压器的主要结构和工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电力设备之一，它在电能传输和分配中起着重要的作用。
本文将详细介绍变压器的主要结构和工作原理，以帮助读者更好地理解和应用变压器。
正文内容：一、变压器的主要结构1.1 主要结构组成- 主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。
- 铁芯是变压器的主要磁路部分，通常由硅钢片叠压而成，以减小磁导率和磁阻。
- 一次绕组是输入侧的绕组，通常由导电材料绕制而成。
- 二次绕组是输出侧的绕组，也由导电材料绕制而成。
1.2 绝缘和冷却系统- 变压器的绝缘系统是保证安全运行的关键，通常使用绝缘材料将绕组和铁芯分隔开。
- 冷却系统对于变压器的正常运行至关重要，常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。
1.3 外壳和配电设备- 变压器通常有一个外壳，用于保护内部部件免受外界环境的影响。
- 配电设备包括开关、熔断器和保护装置等，用于控制和保护变压器的正常运行。
二、变压器的工作原理2.1 电磁感应原理- 变压器的工作基于电磁感应原理，当一次绕组通入交流电时，会在铁芯中产生交变磁场。
- 交变磁场会感应二次绕组中的电动势，从而使电能从一次绕组传递到二次绕组。
2.2 变压器的变压比- 变压器的变压比是指输入电压与输出电压之间的比值，可以通过绕组的匝数比来确定。
- 变压器可以实现电压的升高或降低，根据需要选择合适的变压比。
2.3 损耗和效率- 变压器在工作过程中会产生一定的损耗，包括铁损耗和铜损耗。
- 效率是衡量变压器性能的重要指标，可以通过输出功率与输入功率的比值来计算。
三、变压器的应用领域3.1 电力系统- 变压器在电力系统中用于电能传输和分配，将发电厂产生的高压电能转换为适用于用户的低压电能。
- 在输电过程中，变压器可以实现电压的升高，减少输电损耗。
3.2 工业领域- 变压器在工业领域中广泛应用于电力设备、机械设备和照明系统等。
- 它可以为各种设备提供合适的电压和电流，满足工业生产的需求。
变压器的基本结构及其工作原理
变压器的基本结构及其工作原理变压器是电力系统中常见的一种电气设备，用于改变交流电的电压。
它是由两个或多个密封绕组组成的，通常由铁芯包围着。
这些绕组可分别接通电源和负载。
1.铁芯：变压器的铁芯一般由硅钢片制成。
它的主要作用是提供一个低磁阻的磁通路径，使磁通能够有效地通过绕组。
2.一次绕组：一次绕组通常连接到电源，并产生一个交变电场。
它的作用是将电能传输到二次绕组。
3.二次绕组：二次绕组通常与负载相连，产生一个交变电场。
它的作用是将一次绕组输入的电能转化为不同电压级别的输出。
4.绝缘材料：绝缘材料用来隔离绕组，以防止电流短路和漏电。
常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘油和绝缘胶。
变压器的工作原理如下：当一次绕组上加上交流电源时，由于交变电流的存在，磁场也会随之变化。
这个变化的磁场会在铁芯中产生磁通，然后穿过二次绕组。
由于电磁感应的原理，通过二次绕组的磁通会在其中产生交变电压。
这样，输入到一次绕组的电能就被传输到二次绕组，并以不同的电压形式输出。
根据电磁感应定律，变压器的输出电压与输入电压的比值取决于两个绕组的绕组比。
例如，如果二次绕组的绕组比为1:2，那么输出电压就是输入电压的两倍。
而如果绕组比为2:1，输出电压就是输入电压的一半。
变压器的工作原理可以通过以下两个重要的物理规律解释：1.法拉第电磁感应定律：它表明当一个导体中的磁通发生变化时，会在该导体上产生感应电动势。
在变压器中，一次绕组的交变电流产生的磁场变化会导致二次绕组中的感应电动势。
2.洛伦兹力定律：它表明当电流通过导体时，会在导体周围产生磁场。
在变压器中，一次绕组中的交变电流会产生磁场，这个磁场通过铁芯和二次绕组，最终产生感应电动势。
总的来说，变压器通过电磁感应的原理将输入电能转化为不同电压级别的输出。
它在电力系统中起到了重要的作用，使电能的输送和分配更加高效和安全。
变压器的原理和结构是什么
变压器的原理和结构是什么变压器是一种能够通过电磁感应来改变输入电压和输出电压比例的电器设备。
它由主要由两个线圈构成：一个是输入线圈也称为原线圈或一次线圈，另一个是输出线圈也称为副线圈或二次线圈。
变压器的主要原理是利用电磁感应的法则。
变压器的工作原理是基于法拉第电磁感应定律和电磁互感作用。
当输入线圈中通过交流电流时，产生的磁场会穿越输出线圈，从而在输出线圈中感应出电动势。
这个电动势的大小取决于输入和输出线圈的匝数比例以及输入电流的变化情况。
变压器通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比例来改变输入电压和输出电压的比例。
当输入线圈的匝数较少时，输出线圈的电压会比输入线圈的电压高，这被称为升压变压器。
当输入线圈的匝数较多时，输出线圈的电压会比输入线圈的电压低，这被称为降压变压器。
变压器的结构分为两个主要部分：铁芯和线圈。
铁芯是由磁性材料制成的，通常是硅钢片或镍铁合金。
它的主要功能是导磁，从而增强磁场的强度。
线圈是由绝缘导体制成的，将线圈绕在铁芯上。
输入线圈和输出线圈分别绕在铁芯的不同部分上，彼此之间通过互感耦合实现能量的传递。
变压器通常还包括冷却系统和保护装置。
冷却系统可以通过风扇或冷却油来散热，保护装置主要用于检测和保护变压器在过载、短路或其他故障情况下的安全运行。
变压器的工作过程可以分为两个阶段：磁场建立和磁场感应。
在磁场建立阶段，当输入线圈中通过电流时，会在铁芯中产生磁场，并逐渐扩散到输出线圈中。
在磁场感应阶段，输出线圈中的磁场会与输入线圈中的磁场相互作用，导致输出线圈中感应出电动势。
变压器的效率可以通过以下公式表示：效率=输出功率/输入功率×100%其中，输出功率是指输出电压和电流的乘积，输入功率是指输入电压和电流的乘积。
总之，变压器是基于电磁感应原理的一种用于改变电压比例的电器设备。
它由铁芯和线圈组成，能够通过磁场建立和磁场感应的过程来实现输入电压和输出电压的变换。
变压器在能源传输、电力系统和电子设备中广泛应用，是现代电气工程中不可或缺的重要组成部分。
变压器的结构及工作原理
变压器的结构及工作原理
1. 变压器的结构
变压器是一种用于升降电压的电器设备，由变压器铁芯、绕组、油箱、散热系统、绝
缘系统等部分组成。
(1) 变压器铁芯
变压器铁芯是由硅钢片按照一定的规则叠压而成的，主要作用是集中磁通并将其导入
绕组，同时减少磁通漏损和铁损。
变压器铁芯的构造形式有C、I、U、EI等。
(2) 绕组
变压器绕组是由铜或铝线缠绕在铁芯上的导线。
绕组包括高压绕组、低压绕组和中性
点绕组。
绕组的质量和结构影响变压器的电性能和使用寿命。
(3) 油箱
变压器油箱是装在变压器铁芯和绕组周围的容器，主要作用是冷却和绝缘，同时也用
于存储变压器油。
(4) 散热系统
变压器的散热系统通常包括风扇、散热片等，用于降低变压器的温度，保证变压器运
行的稳定性和可靠性。
变压器的绝缘系统包括绝缘材料、绝缘结构和绝缘电气测试等，用于保证变压器的安
全可靠性和使用寿命。
变压器的工作原理是基于电磁感应的原理。
当电压在变压器的高压绕组中产生变化时，导致高压绕组中的磁通量随之变化，磁通量的变化产生电磁感应力，导致低压绕组中的电
压也产生变化，从而达到升压或降压的作用。
在变压器中，电压的变化与磁通量的变化成正比。
由此可知，当发生输入电压变化时，变压器的磁通量也会随之变化，影响到输出电压，导致电压的升降。
变压器工作的效率很高，而且体积小，因此广泛应用于各个领域，如电力系统、工厂、家庭等。
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2、漏电抗
漏磁导
磁势
原边漏磁通：
1 1 F1 1 N1i1
e1
N1
d 1 dt
N121
di1 dt
若i1随时间作正弦变化，则可写成： i1 2I1 sint
e1
N121
di1 dt
2N121 I1 cost
.
.
.
写成复数形式：E1 j N121 I1 jx1 I1
其中： x1 N121 L1 2 f L1
Φ
Φ
Φ
iμ
ωt1 ωt2 ωt
iμ
ωt1
iμ
ωt2
ωt
磁化电流2
iμ Φ
ωt
第二章 变压器
（2）铁耗电流（有功分量）iFe 与铁心损耗对应，铁耗电流 iFe 与-e1同相位，为有功电 流。
空载电流作用和性质
一方面：用来励磁，建立磁场-----无功分量 另方面：供变压器空载损耗-------有功分量 性质：主要是感性无功性质----也称励磁电流； 大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质 及几何尺寸有关。
F N1i R
e1
N1
d dt
N12 R
di dt
N12 R
2I
cos t
N12 R
2I
sin(t
2
)
第二章 变压器
铁芯饱和时：磁通正弦变化，磁化电流为尖顶波。
Φ
Φ
Φ
iμ
ωt1 ωt2
iμ ωt
ωt1
iμ
ωt2
ωt
磁化电流图解法
iμ Φ
ωt
第二章 变压器
铁芯饱和时：当磁通为平顶波，磁化电流为正弦波。
二、磁势平衡方程式
负载时，主磁通由变化后的一次绕组磁势F1=I1N1，二次侧 绕组磁势共同作用的结果。 前述，由于一次绕组漏抗很小，可忽略，负载时：
U1 E1 4.44 fN 1 m
可见：当外电压U1和频率一定时，主磁通在负载时仍基本 保持不变。也可以说：负载时的合成磁势I1N1+I2N2和空载 时的磁势I0N1相等。
.
.
.
I1 N1 I 2 N2 I 0 N1
负载时磁势平衡方程
F1 F2 Fm F0
第二章 变压器
移项，两边同除以N. 1得：
.
I1
.
I0
(
I
2
)
k
k N1 N2
令
I1L
I2 k
则：
由负载引起，称原边 电流的负载分量
.
..
I1 I 0 I1L
随着负载电流I2出现，产生二次侧磁势I2N2,相应的一次侧电 流从I0增加到I1，磁势由I0N1增加到I1N1. 这个一次侧电流增 加的分量I1L=-I2/k, 克服了二次侧的去磁效应，使铁心中的主 磁通由空载到负载时保持基本不变。
e1
N1
d dt
m N1
sin(t
2
)
E1m
sin(t
2
)
e2
N2
d dt
m N2
sin(t
2
)
E2m
sin(t
2
)
第二章 变压器
电势有效值：
E1
E1m 2
2 fN1m 4.44 fN1m
忽略漏阻抗压降后有效值：
故：
U1 E1 4.44 fN 1 m
m
E1 4.44 fN 1
U1 4.44 fN 1
电力变压器
第二章 变压器
电力变压器 绕组和装配
电力变压器
第二章 变压器
2.变压器的基本结构和主要部件 主要部件：铁心和绕组（构成器身）；还有油箱、绝缘套管、 分接开关、安全气道等
第二章 变压器
三相油浸式电力变压器
第二章 变压器
三相变压器
第二章 变压器
(1) 铁心 既是磁路，也是套装绕组的骨架 包括：心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路） 由0.35～0.5mm厚硅钢片叠成或非晶合金制成 结构上分为：心式和壳式，电力变压器主要用心式
Z1 r1 jx1 ，原边漏阻抗。
副边绕组：
.
.
.
.
.
U 2 E2 I 2 (r2 jx2 ) E 2 I 2 Z2
Z2 r2 jx2 ，副边漏阻抗。
第二章 变压器
小结
（1）在变压器中存在着磁势平衡和电势平衡两个基本关系，负 载变化对一次侧的影响是通过二次侧磁势起作用的。
（2）当二次侧电流增加时，二次侧磁势起趋向于改变铁芯中的 主磁通及感应电势E1，破坏了一次侧的电压平衡关系。此时一 次侧自动产生一个电流分量去抵偿二次侧磁势的作用，使一次 侧电势电压间达到新的平衡。通过电势与磁势平衡的过程，能 量从一次侧传递到二次侧。
第二章 变压器
铁轭
铁
21 心1 2
柱
铁
2 1心12
柱
铁轭
同心式绕组
铁
铁
铁
1心1
2
2
轭
柱
轭
交叠式绕组
第二章 变压器
(3)油箱及其他附件
油箱 储油柜 呼吸器 冷却器 绝缘套管 分接开关 压力释放阀 气体继电器
第二章 变压器
3.变压器铭牌和额定值
(1) 额定电压 U1N / U2N 指空载电压的额定值。 即当 U1 = U1N 时, U20 = U2N 如铭牌上标注: 电压 10 000 / 230 V
第二章 变压器
心式变压器
铁轭
铁
2
1
心 柱
1
2
铁
2
1
心 柱
1
2
低压绕组
铁轭
高压绕组 (a) 单相心式变压器示意图
（b）心式变压器
第二章 变压器
单相壳式变压器
铁
铁
铁
1心1
2
2
轭
柱
轭
第二章 变压器
第二章 变压器
(2) 绕组
是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成 高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗 依照高低压绕组的相对位置分为：同心式，交叠式
. Φ1σ
Φm ..
E1 E2
.. E1σ E2σ
.
I2
. Φ2σ
ZL
.
U2
变压器负载运行
第二章 变压器
变压器负载运行时的磁动势、磁通、电动势之间的关系
磁动势
磁通
N1i1
N 2i2
1
N1im
2
电动势
e1
L1
di1 dt
d
e1 N1 dt
e2
N2
d
dt
e2
L2
di1 dt
一次绕组 二次绕组
第二章 变压器
第二章 变压器
主、漏磁通的区别
(1) 性质上 Φ0与I0成非线性关系， Φ1σ与I0成线性关系；
(2) 数量上 Φ0占99%以上，Φ1σ仅占1%以下；
(3) 作用上 Φ0起传递能量的作用， Φ1σ起漏抗压降作用。
第二章 变压器
电磁关系分析
Φm
e1
u1 i0 F0=N1i0
e2
Φσ1
eσ1
设 = m sinωt，则
称为原绕组漏电抗。与频率，漏电感、匝数平方成正比，与漏磁导成 正比。
第二章 变压器
3、激磁电流
定义：产生主磁通所需要的电流，叫激磁电流，im表示。 空载时，一次侧空载电流就是激磁电流。包含两分量：
磁化电流（无功分量） i，μ 铁耗电流（有功分量） 。iFe
（1）磁化电流
i 2I sint
磁路不饱和：磁化曲线线性，iμ正弦变化，与感应电势 相差90度，为纯无功电流。
第二章 变压器
四、相量图
可更好地表达电压、电势、电流之间关系。依据电压平 衡方程式。Φm作为基准相量。
. U1
. jI0x1
.
I.0r1
-E1 . IFe
. I0
.
.
.
Iμ
Φm
E.2
E1
第二章 变压器
小结
（1）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定， 与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关。 （2）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁 心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。
e2
u2
e1σ
变压器空载运行
第二章 变压器
正方向规定 （1）原边绕组内电流的正方向与电源电压正方向一致； （2）按右手螺旋关系，正方向的电流产生正方向的磁通； （3）感应电势正方向与产生该电动势的磁通方向之间符合 右手螺旋关系，故感应电势与电流正方向一致。 副边： （1）副边绕组感应电势正方向与产生该电动势的磁通正方 向之间符合右手螺旋关系； （2）副边绕组电流正方向与副边绕组电动势正方向一致； （3）副边绕组端电压的正方向与电流正方向一致。
组套在同一铁心上，他们之间有磁的耦合，没有电路的直
接联系。
当原边接到交流电源时，原边有交流电流并在铁心中
产生交变磁通，根据电磁感应定律，原、副边绕组分别感
应电势e1、e2 ,副边有了电势可向负载供电，实现能量传递，
调节变比k即可达到变压的目的。
e1=-N1
dΦ dt
e2=-N2
dΦ dt
N1
k= N2
(4) 额定频率 fN 一般： fN = 50Hz（工频）
(5) 额定相数，效率，温升，短路电流，运行方式，冷却 方式，接线图，连接组别等等。
第二章 变压器
2.2 变压器的空载运行
原边加额定电压，副边开路、负载电流为零时的运行情 况，称为变压器的空载运行。