电工技术之变压器

解: 铁心的有效截面积为 一般取
S2 .2 4 .1 0 .98 .1c2 m 0.9~0.93
22mm
式中 0.9 为铁心叠片间隙系数。
对 0.35mm的硅钢片，可取Bm=1.1T
一次绕组匝数为
厚41mm
N 14 .4U f4 1m B S4 .4 4 5 0 1 3 .1 88 .1 0 1 4 01920
1
2
1100120360012240097.600
2
2
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2. 线圈的接法
变压器一次侧有两个额定电压为 110V 的绕组：
当电源电压为220V时： 电源电压为110V时：
联接 2－3
+ 1 i•
N
u220 2 3
•
N
–4
联接 1－3， 2 －4
i
+1
u110
–2
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例2: 有一机床照明变压器,50VA, U1=380 V, U2 =36 V， 其绕组已烧毁，要拆去重绕。今测得其铁心截面积为
22mm41mm（如图）。铁心材料是0.35mm厚的硅钢 片。试计算一次、二次绕组匝数及导线线径。
(2) 满载和半载时的效率。
解: (1) 额定电流
I2N
源自文库
SN
1 01 03 0
14A 4
3U 2N 3400
I1N
SN 101 03 09.62 A 3U 1N 36000
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(２) 满载和半载时的效率
1
P2 P2ΔPFeΔPC
u
100103
100103 600240097.100
1100103
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用电方面：
为了满足用电设备的电压要求和保障电气设备、 人员的安全，必须利用电力变压器将交流高压输电 线路上的电压逐级降低到380V/220V供用户使用。
电子线路：
大量使用各种规格的变压器来实现电压变换、 耦合电路、传递信号、阻抗匹配等。此外，还有 常用的自耦变压器、仪用变压器、互感器和各种 专用变压器（用于电焊、电炉、整流装置等）。
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变压器的效率为
输入功率
P P12 P2ΔPP C2uΔPFe
一般 95% ,负载为额定负载的(50~75)%时，最大。
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例: 有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如
下：SN=100kVA, U1N=6000V, f=50Hz。 U2N= U20=400V , 绕组连接成／０。由试验测得: PFe =600 W，额定负载时的 PCu =2400W 。 试求 (1) 变压器的额定电流；
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电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节 能并保证用电安全。具体如下：
发电厂
输电线
10.5kV
220kV
升压
变电站
10kV
降压
降压
…
实验室
380 / 220V
降压
仪器 36V 降压
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三、变压器的损耗及效率
变压器的损耗包括两部分：
铜损 (PCu) ：绕组导线电阻的损耗。PCuI12R1I22R2
磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造
铁损(PFe )：
成的损耗。
涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感
应电流(涡流)造成的损耗。
为减少涡流损耗，铁心一 输出功率 般由导磁钢片叠成。
结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。
原因：满足了最大功率输出的条件：RL R0
电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。
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i2202N i110N
i110 i220 2
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问题2：如果两绕组的极性端接错，结果如何？ 答：有可能烧毁变压器
•
N
3•
N
4
Φm
U220
4.44f 2N
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Φ m
U110
4.44f N
一次侧有两个相同绕组的电源变压器(220/110)， 使用中应注意的问题：
问题1：在110V 情况下，如果只用一个绕组
（N），行不行？
i1 •
+3
N
答：不行（两绕组必须并接） u
•
–2
N
4 若两种接法铁心中的磁通相等，则：
IJ4 d2 ,
d
4I
J
式中，J是电流密度，一般取J ＝2.5 A/mm2。
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一次绕组线径为
d 1 4I J 13 4 .1 0 4 2 ..51 0 3 .25 m 6 取 m 0 .2m 5m
二次绕组线径为
d2 4IJ 23 4 .1 1 .4 3 2 .59 0 .8m 4取 m 0 .9 mm
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二次绕组匝数为 N 2N 1U U 2 10 N 11 .0 U 1 U 5 2 19 1 2 .0 3 0 5 3 8 6 0 190
（设U20=1.05U2）
二次绕组电流为
I2
SN U2
5 3
01.39A 6
一次绕组电流为
I1
SN U1
500.13A 380
导线直径计算公式
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变压器：
利用电磁感应原理，将一定数值的交流电转变 为同频率的另一数值的交流电，即一种变换交流电 压、交流电流的电气设备。在电力系统和电子线路 中应用非常广泛。
交流输电方面：
先将电厂发出的正弦交流电的电压利用电力 变压器升高到110kV、220kV、500kV或1000kV等 电网电压等级，再经过高压输电线路送到电力负 荷地区。
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信号源的输出功率：
P R 0 E R L 2R L 81 0 8 2 00 0 2 0 80 4 0 .5W
（2）将负载直接接到信号源上时，输出功率为： P R 0 E R L 2R L 810 28 0 0 280.176 W