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第1章 變壓器的基本知識和結構
1.1變壓器的基本原理和分類
一、變壓器的基本工作原理
變壓器是利用電磁感應定律把一種電壓等級的交流電能轉換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。
變壓器工作原理圖
當原邊繞組接到交流電源時，繞組中便有交流電流流過，並在鐵心中產生與外加電壓頻率相同的磁通，這個交變磁通同時交鏈著原邊繞組和副邊繞組。原、副繞組的感應分別表示為
則變比k：表示原、副繞組的匝數比，也等於原邊一相繞組的感應電勢與副邊一相繞組的感應電勢之比。 改變變壓器的變比，就能改變輸出電壓。但應注意,變壓器不能改變電能的頻率。
二、電力變壓器的分類
變壓器的種類很多，可按其用途、相數、結構、調壓方式、冷卻方式等不同來進行分類。 按用途分類：升壓變壓器、降壓變壓器； 按相數分類：
單相變壓器和三相變壓器； 按線圈數分類：雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器； 按鐵心結構分類：心式變壓器和殼式變壓器； 按調壓方式分類：
無載（無勵磁）調壓變壓器、有載調壓變壓器； 按冷卻介質和冷卻方式分類：油浸式變壓器和乾式變壓器等； 按容量大小分類：小型變壓器、中型變壓器、大型變壓器和特大型
二、繞組7.壓力釋放閥注意： 變壓器在純電阻和感性負載時，副邊電壓u
2樓：匿名使用者
一.變壓器的工作原理
變壓器---利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸訊號的一種電器是電能傳遞或作為訊號傳輸的重要元件
1.變壓器 ---- 靜止的電磁裝置
變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能
電壓器的主要部件是一個鐵心和套在鐵心上的兩個繞組。
變壓器原理圖（圖3.1.2）
與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組
與負載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組
設 一次繞組的 二次繞組的
電壓相量 u1 電壓相量 u2
電流相量 i1 電流相量 i2
電動勢相量 e1 電動勢相量 e2
匝數 n1 匝數 n2
同時交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱為主磁通
請注意 圖3.1.2 各物理量的參考方向確定。
2.理想變壓器
不計一次、二次繞組的電阻和鐵耗，
其間耦合係數 k=1 的變壓器稱之為理想變壓器
描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為
e1(t) = -n1 d φ/dt
e2(t) = -n2 d φ/dt
若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規律變化，
則有 不計鐵心損失，根據能量守恆原理可得
由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關係
令 k=n1/n2，稱為匝比（亦稱電壓比），則
二.變壓器的結構簡介
1.鐵心
鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含矽量較高，厚度為 0.35 或 0.5 mm，
表面塗有絕緣漆的熱軋或冷軋矽鋼片疊裝而成
鐵心分為鐵心柱和鐵軛倆部分，鐵心柱套有繞組；鐵軛閉合磁路之用
鐵心結構的基本形式有心式和殼式兩種
心式變壓器結構示意圖(圖3.1.6)
2.繞組
繞組是變壓器的電路部分，
它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成
變壓器的基本原理是電磁感應原理，現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理（如上圖）：當一次側繞組上加上電壓ú1時，流過電流í1，在鐵芯中就產生交變磁通ø1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢é1，é2，感應電勢公式為：e=4.
44fnøm
式中：e--感應電勢有效值
f--頻率
n--匝數
øm--主磁通最大值
由於二次繞組與一次繞組匝數不同，感應電勢e1和e2大小也不同，當略去內阻抗壓降後，電壓ú1和ú2大小也就不同。
當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流（í0），這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流í2時，也在鐵芯中產生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流í0，一部分為用來平衡í2，所以這部分電流隨著í2變化而變化。當電流乘以匝數時，就是磁勢。
上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現了
一、二次側的能量傳遞。
變壓器工作原理動畫演示
三、變壓器的型別
變壓器是一種靜止電機，它可以將一種電壓的電能轉換為另一種電壓的電能。
一、變壓器分類及用途
電力變壓器：電力系統傳輸電能的升壓變壓器/降壓變壓器/配電變壓器等。
問題5-1 遠距離輸電為什麼必須採用高壓輸電？
電爐變壓器(專用)
給電爐(如鍊鋼爐)供電。
電焊變壓器(專用)
給電焊機供電。
整流變壓器(專用)：
給直流電力機車供電。
儀用變壓器：用在測量裝置中。
電子變壓器：用在電子線路中。
二、變壓器的工作原理
(1)原理圖
一個鐵心:提供磁通的閉合路徑。
兩個繞組:1次側繞組(原邊)n1,2次側繞組(副邊)n2。
(2)工作原理
當1次繞組接交流電壓後，電流i0,該電流在鐵心中產生一個交變的主磁通φ。
ф在兩個繞組中分別產生感應電勢e1和e2
e1=－n1dф/dt
3樓：柏楊青青
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變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產生交流磁通，使次級線圈中感應出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其餘的繞組叫次級線圈。
一、分類
按冷卻方式分類：乾式（自冷）變壓器、油浸（自冷）變壓器、氟化物（蒸發冷卻）變壓器。
按防潮方式分類：開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。
按鐵芯或線圈結構分類：芯式變壓器（插片鐵芯、c型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、c型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環型變壓器、金屬箔變壓器。
按電源相數分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。
按用途分類：電源變壓器、調壓變壓器、音訊變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈衝變壓器.
二、電源變壓器的特性引數
1、工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關係很大，故應根據使悶德世瓷杓坪褪褂茫 庵制德食乒ぷ髕德省?lt;br>2、額定功率
在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作，而不超過規定溫升的輸出功率。
3、額定電壓
指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大於規定值。
4、電壓比
指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。
5、空載電流
變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對於50hz電源變壓器而言，空載電流基本上等於磁化電流。
6、空載損耗
指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。
7、效率
指次級功率p2與初級功率p1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。
8、絕緣電阻
表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣效能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的效能、溫度高低和潮溼程度有關.
三、音訊變壓器和高頻變壓器特性引數
1、頻率響應
指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。
2、通頻帶
如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為u0，當輸出電壓（輸入電壓保持不變）下降到0.707u0時的頻率範圍，稱為變壓器的通頻帶b。
3、初、次級阻抗比
變壓器初、次級接入適當的阻抗ro和ri,使變壓器初、次級阻抗匹配，則ro和ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下，變壓器工作在最佳狀態，傳輸效率最高.
4樓：崢嶸雪
變壓器原理，一看就明白：
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5樓：匿名使用者
這是一種可以將直流電壓轉換成另一種等級直流電壓的裝置。基本原理大概如下：
直流電壓》通過**電路，變成交流電》通過變壓器變成另一種電壓的交流電》用整流器變成直流電。
變壓器的工作原理是什麼?
6樓：縱橫豎屏
原理：62616964757a686964616fe4b893e5b19e31333366303137
變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其餘的繞組叫次級線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡單的鐵心變壓器由一個軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個匝數不等的線圈構成。
鐵心的作用是加強兩個線圈間的磁耦合。為了減少鐵內渦流和磁滯損耗，鐵心由塗漆的矽鋼片疊壓而成;兩個線圈之間沒有電的聯絡，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個線圈接交流電源稱為初級線圈（或原線圈），另一個線圈接用電器稱為次級線圈（或副線圈）。
實際的變壓器是很複雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發熱）、鐵損（鐵心發熱）和漏磁（經空氣閉合的磁感應線）等，為了簡化討論這裡只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。
例如電力變壓器在滿載執行時（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。變壓器是利用電磁感應原理製成的靜止用電器。當變壓器的原線圈接在交流電源上時，鐵心中便產生交變磁通，交變磁通用φ表示。
原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡諧函式，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應定律可知，原、副線圈中的感應電動勢為e1=-n1dφ/dt、e2=-n2dφ/dt。式中n1、n2為原、副線圈的匝數。
由圖可知u1=-e1，u2=e2（原線圈物理量用下角標1表示，副線圈物理量用下角標2表示），其復有效值為u1=-e1=jn1ωφ、u2=e2=-jn2ωφ，令k=n1/n2，稱變壓器的變比。由上式可得u1/ u2=-n1/n2=-k，即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等於其匝數比而且原、副線圈電壓的位相差為π。
進而得出：u1/u2=n1/n2
在空載電流可以忽略的情況下，有i1/ i2=-n2/n1，即原、副線圈電流有效值大小與其匝數成反比，且相位差π。
進而可得i1/ i2=n2/n1
理想變壓器原、副線圈的功率相等p1=p2。說明理想變壓器本身無功率損耗。實際變壓器總存在損耗，其效率為η=p2/p1。電力變壓器的效率很高，可達90%以上。
擴充套件資料：
變壓器特徵引數：
1，工作頻率
變壓器鐵芯損耗與頻率關係很大，故應根據使用頻率來設計和使用，這種頻率稱工作頻率。
2，額定功率
在規定的頻率和電壓下，變壓器能長期工作而不超過規定溫升的輸出功率。
3，額定電壓
指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓，工作時不得大於規定值。
4，電壓比
指變壓器初級電壓和次級電壓的比值，有空載電壓比和負載電壓比的區別。
5，空載電流
變壓器次級開路時，初級仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流（產生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對於50hz電源變壓器而言，空載電流基本上等於磁化電流。
6，空載損耗
指變壓器次級開路時，在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗，其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗（銅損），這部分損耗很小。
7，效率
指次級功率p2與初級功率p1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大，效率就愈高。
8，絕緣電阻
表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣效能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的效能、溫度高低和潮溼程度有關.
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