0031-3變壓器的原理概述

課題三變壓器的工作原理變壓器的工作原理簡介一、變壓器的空載運行1、變壓器空載運行定義：變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開路的工作狀態(tài)，如圖l一9所示。2、理想變壓器：不計繞組的電阻、鐵心的損耗，磁路中的漏磁通和磁飽和影響的變壓器稱為理想變壓器3、在一些近似的計算中常用理想變壓器來分析的原因：

實際變壓器在運行中要考慮到各種損耗，分析起來比較復雜。理想變壓器只是一個單純的電感電路，分析比較方便。一、變壓器的空載運行（一）理想變壓器的空載運行1、空載運行時各電量之間的關系2、電壓和感應電動勢的關系3、感應電動勢E的大小4、變壓比“K”一次繞組上的感應電動勢等于電源電壓大小但相位相反二次繞組上的感應電動勢等于輸出電壓大小上式說明：感應電動勢的大小與電源頻率f，繞組匝數(shù)N及鐵心中的主磁通Φm的幅值成正比上式說明：鐵心中的主磁通Φm的大小取決于電源電壓、頻率和一次繞組的匝數(shù)，而與磁路所用的材料和磁路的尺寸無關。當電源電壓不變時，變壓器磁路上的磁通的幅值是不會變化的。一、變壓器的空載運行（二）實際變壓器的空載運行1、一次繞組存在電阻“r1”：形成壓降，可不計2、變壓器的漏磁通“”：形成漏抗電動勢可不計3、變壓器的鐵耗“”：不可忽略4、一次繞組的空載電流分兩部分：5、變壓器空載運行時的功率因數(shù)COSΦ很小

漏磁通，僅占主磁通的0．25％

當變壓器主磁通穿過鐵心時，會在鐵心中產生渦流損耗和磁滯損耗，該損耗稱為鐵損耗(簡稱鐵耗)無功分量“”：起勵磁作用，較大有功分量“”：供給鐵心損耗，很小二、變壓器的負載運行1、示意圖：2、變壓器負載運行后，一次側電流會隨二次電流升高而升高原因:3、變壓器負載運行時，鐵心中磁場是由一、二次繞組中電流共同產生由I2產生的Φ2會抵消一部分ΦmΦm在電源恒定時必定是恒定的只有增加一次側電流才可能使Φm恒定二、變壓器的負載運行（一）磁動勢平衡方程1、磁動勢定義：線圈匝數(shù)N和電流I的乘積NI叫磁動勢2、磁動勢平衡方程3、變比K與電流比的關系二、變壓器的負載運行（二）電壓平衡方程二次繞組的端電壓對外應等于次級電流在負載阻抗上的電壓降由I2產生的Φ2會抵消一部分ΦmΦm在電源恒定時必定是恒定的只有增加一次側電流才可能使Φm恒定（三）阻抗變換（阻抗匹配）引入：越大從信號源處得到的信號越大，但有時不可能做得很大（三）阻抗變換（阻抗匹配）原因：因為：所以：這里：（三）阻抗變換（阻抗匹配）例題：Ｐ１７三、變壓器的運行特性表示變壓器運行性能的主要指標:二次電壓的穩(wěn)定性及效率(一)二次電壓的穩(wěn)定性

1、二次側的端電壓會隨負載的變化而變化原理:2、二次電壓的變化與什么有關：負載的大小和性質變壓器本身的特性ER0IRLU當ＲＬ＝１０，Ｒ０＝５時Ｕ＝２／３Ｅ＝０．６７Ｅ

當ＲＬ＝５，Ｒ０＝５時Ｕ＝１／２Ｅ＝０．５Ｅ當負載增加時（ＲＬ減?。穗妷海障陆盗?；如果Ｒ０＝０，則無論ＲＬ如何變化Ｕ始終為Ｅ，不變化三、變壓器的運行特性(一)二次電壓的穩(wěn)定性

3、變壓器的外特性⑴定義：二次電壓隨負載電流的變化關系如圖所示⑵外特性與負載性質的關系：負載為電阻時：外特性曲線是下降的負載為感性時：外特性曲線是下降的負載為容性時：曲線可能向上翹三、變壓器的運行特性(一)二次電壓的穩(wěn)定性

4、電壓調整率△UN⑴定義式：U20----空載時二次電壓；U2-----額定負載時的二次電壓；U2N----二次額定電壓⑵物理意義：表示二次側電壓的穩(wěn)定性，即變壓器二次側電壓隨負載而變化的程度。是變壓器主要性能指標之一。⑶提高二次側負載功率因數(shù)可，提高二次電壓的穩(wěn)定性三、變壓器的運行特性（二）變壓器的調壓1、目的：為了保證供電電壓的質量，要根據(jù)負載的變化情況進行調壓2、方法：在高壓側繞組上抽出若干分接頭，只要更換分接頭，就可以改變一次、二次繞組的匝數(shù)比，達到調節(jié)低壓側電壓的目的3、調壓范圍：額定電壓的±5％之間三、變壓器的運行特性（三）變壓器的損耗和效率

損耗分類：鐵耗、銅耗1、鐵耗PFe⑴基本鐵耗：磁滯損耗與渦流損耗之和⑵附加鐵耗：額外損耗及渦流損耗(磁通在金屬構件中引起的)⑶總鐵耗：近似地與磁通密度最大值的平方成正比⑷鐵耗PFe與空載損耗P0的關系：

PFe

≈P0=常數(shù)三、變壓器的運行特性（三）變壓器的損耗和效率

3、銅耗

⑴基本銅耗：電流所引起的電阻損耗⑵附加銅耗：是由漏磁通所引起的集膚效應和鄰近效應，使電流密度不均而產生的額外損耗。⑶銅耗與負載損耗的關系:銅耗=負載損耗⑷銅耗計算：I2--某負載電流I2N---額定負載電流PCUN---額定負載下的銅耗三、變壓器的運行特性（三）變壓器的損耗和效率4、變壓器的效率⑴定義式：⑵實用公式：Ｐ１９⑶效率特性：⑷何時效率最高：⑸銅耗與鐵耗降低哪個有利：鐵耗例題：Ｐ２０定義:在負載功率因數(shù)為一定值時，效率隨負載電流而變化的規(guī)律叫做變壓器的效率特性從該圖可以看出:當負載電流從零開始增大時，效率很快升高到最大值，然后又逐漸下降原因：由于電力變壓器空載損耗是固定不變的，而銅耗卻隨負載而變化；又由于變壓器不可能常年滿負載運行，相比之下，鐵耗所引起的損失是相當大的。從全年效益考慮，降低鐵耗是有利的①一般使鐵耗與銅耗之比為②變壓器實際電流為額定電流的O．5～O．6倍時滿足1、寫出變壓器變比的幾種計算公式?2、某晶體管收音機的輸出變壓器的一次側匝數(shù)N1=230匝；二次側匝數(shù)N2=80匝，原來配接阻抗為4Ω的揚聲器，現(xiàn)要改用同樣功率而阻抗為8Ω的揚聲器，則二次側匝數(shù)N2應改繞成多少?3、一臺容量為50kV·A的單相變壓器，一次側電壓為6000V、電流為8．33A，二次