電工電子二十一課件

8.4變壓器學(xué)習(xí)任務(wù)：1變壓器的基本結(jié)構(gòu)，2變壓器的工作原理，3變壓器的電壓調(diào)整率，4變壓器的損耗和效率，1.變壓器的基本結(jié)構(gòu)8.4.1變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理u1i10AXΦN1N2u20axS用硅鋼片疊壓制成的變壓器鐵芯。與電源相接的一次側(cè)繞組。|ZL|與負(fù)載相接的二次側(cè)繞組。

變壓器的主體結(jié)構(gòu)是由鐵芯和繞組兩大部分構(gòu)成的。變壓器的繞組與繞組之間、繞組與鐵芯之間均相互絕緣。u20AXaxS|ZL|2.變壓器的工作原理u1i10ΦN1N2(1)變壓器的空載運行與變換電壓原理

交變的磁通穿過N1和N2時，分別在兩個線圈中感應(yīng)電壓：

計算它們的比值：有：顯然，改變線圈繞組的匝數(shù)即可實現(xiàn)電壓的變換。且k>1時為降壓變壓器；k<1時為升壓變壓器。變壓比，簡稱變比磁動勢平衡方程式告訴我們：變壓器二次測電流i2的大小是由負(fù)載決定的，但二次側(cè)的能量來源于一次側(cè)，兩側(cè)電路并沒有直接的電的聯(lián)系，而是通過磁耦合把能量從原邊傳遞到副邊。由上式可得：變壓器鐵芯的導(dǎo)磁率很高，因此滿足工作主磁通需要的磁動勢I0N1很小，和I1N1相比可忽略不計，所以磁動勢平衡方程式又可改為：變壓器在能量傳遞的過程中損耗很小，因此一次側(cè)和二次側(cè)的容量近似相等，有：變流比能量傳遞過程中，變壓器在變換電壓的同時也變換了電流。(3)變壓器的阻抗變換作用AX|ZL|axN2SN1u2u1i1Φi2設(shè)變壓器副邊所接負(fù)載為|ZL|，原邊等效輸入阻抗為|Z1|，則有：將變壓器的變壓比公式和變流比公式代入上式得：上式告訴我們：只要改變變壓器的匝數(shù)比，即可獲得合適的二次側(cè)對一次側(cè)的反射阻抗|Z1|。式中k2稱為負(fù)載阻抗折算到一次側(cè)時的變換系數(shù)。已知某收音機(jī)輸出變壓器的原邊匝數(shù)為600，副邊匝數(shù)為30，原邊原來接有16Ω的揚聲器?，F(xiàn)因故要改接成4Ω揚聲器，問輸出變壓器的匝數(shù)N2應(yīng)改為多少？例解收音機(jī)電路中，輸出變壓器所起的作用是：讓揚聲器阻抗與晶體管的輸出端阻抗匹配，以使負(fù)荷上獲得最大功率，從而驅(qū)動喇叭振動發(fā)出聲音。收音機(jī)原阻抗變換系數(shù)為：反射阻抗：改換成4Ω揚聲器后：變壓器輸出電壓u2隨負(fù)載電流i2變化的關(guān)系稱為它的外特性，即：u2U2Ni2I2N0cos(-φ2)=0.8超前cosφ2=1cosφ2=0.8滯后3.變壓器的外特性u2＝f（i2）外特性可用右圖所示曲線描述。(1)負(fù)載為純電阻性質(zhì)時，cosφ=1，輸出電壓u2隨負(fù)載電流i2的增加略有下降；

結(jié)論負(fù)載的功率因數(shù)對變壓器的外特性影響很大。(2)負(fù)載為感性時，u2隨i2的增加下降的程度加大；(3)負(fù)載為容性時，輸出特性曲線呈上翹狀態(tài)，說明u2隨

i2的增加反而加大。變壓器外特性變化的程度，可以用電壓調(diào)整率ΔU%來表示。電壓調(diào)整率定義為：變壓器由空載到額定I2N滿載時，副邊輸出電壓u2的變化程度。4.電壓調(diào)整率電壓調(diào)整率反映了變壓器運行時輸出電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的主要性能指標(biāo)之一。5.變壓器的損耗和效率變壓器的損耗有鐵耗和銅耗：變壓器工作時由于主磁通不變，因此鐵損耗也基本維持不變，通常稱鐵耗為不變損耗；銅耗隨負(fù)載電流變化，稱為可變損耗。

變壓器的效率是指變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1的比值，通常百分?jǐn)?shù)表示，即：變壓器沒有旋轉(zhuǎn)部分，因此效率比較高?？刂蒲b置中的小型電源變壓器的效率通常在80%以上；電力變壓器的效率一般可達(dá)95%以上。變壓器在運行中需注意，并非運行在額定負(fù)載時效率最高。實踐證明，變壓器所帶負(fù)載為滿載的70%左右時