(第1節(jié) 變壓器的結(jié)構(gòu)、第2節(jié)運行特性、第3節(jié)三相變壓器)

第四章變壓器第三節(jié)三相變壓器第一節(jié)變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理第二節(jié)變壓器的運行特性概述定義變壓器:利用電磁感應(yīng)原理，把某一頻率的交流電壓變換為同一頻率的另一等級交流電壓。3.

功能：變換電壓、變換電流和變換阻抗。4.變壓器的本質(zhì)：電壓在變，本質(zhì)不變。滿足能量守恒定律。升壓時，電流減小，功率不變；降壓時，電流增大。2.

特點：頻率不變，變化的是交流電壓的幅值。第一節(jié)變壓器的基本結(jié)構(gòu)和工作原理一、主要部件所有變壓器都是由鐵芯和繞組構(gòu)成。2.繞組（線圈）

一次繞組：接電源一側(cè)的繞組；二次繞組：接負(fù)載一側(cè)的繞組。一、二次繞組絕緣。

0.35~0.5mm硅鋼片3.其他油箱、油、油枕、絕緣導(dǎo)管、保護設(shè)備等。1.鐵心

用硅鋼片疊成。鐵芯形式：口字型、EI型、F型、C型。電路符號：

鐵芯變壓器

芯式變壓器鐵心繞組兩種結(jié)構(gòu)變壓器

殼式變壓器鐵心繞組＋u2－e1e2＋u1－ΦΦ

1Φ

2i2i1一次繞組二次繞組二、變壓器的工作原理一次繞組接交流電源，二次繞組未接負(fù)載的工作狀態(tài)。1.變壓器的空載運行和電壓變換

（1）空載運行：空載運行：I2=0I0：空載電流、勵磁電流I1=I0≤10%I1N二次側(cè)電壓為空載電壓記為U20（2）電壓變換

K>1,U1>U20降壓變壓器K——變壓器的電壓比（變比）K<1,U1<U20

升壓變壓器2、負(fù)載運行和電流變換＋u2－e1e2＋u1－ZLΦΦ

1Φ

2i2i1

負(fù)載運行狀態(tài)：一次繞組加電源電壓U1，

二次繞組接上負(fù)載的工作狀態(tài)。I1I2N2N1==1k

電流變換：

※變壓器的額定電流標(biāo)注在銘牌上（I1N/I2N）。3、變壓器的阻抗變換＋U1－I1I2＋U2－|ZL||ZL’

|＋U1－等效忽略Z1、Z2、I0，則

=

U1U2I2I1

=

N1N2=

k=

kU2I2/kU2I2=

k2|ZL’|

=U1I1|ZL’|

=

k2|

ZL|[例]有一臺額定容量為10KVA、額定電壓為3300/220V的單相變壓器。

(1)試計算一、二次的額定電流。

(2)接入220V、40W的燈泡，滿載時可接幾盞燈？

[例2]變壓器工作的電路如圖所示：已知信號源的電壓一、變壓器的運行特性1.外特性：

二次電壓U2

隨著二次電流I2變化的特性曲線。

U2=f(I2)

U2

I2OU2Ncos

2=1cos

2=0.8(感性)cos

2=0.8(容性)

U％=

U20－U2U20×100%※電力變壓器：

U％=2%~3%2.電壓調(diào)整率:從空載到滿載,二次電壓變化的數(shù)值與空載電壓的比值。

I2N

U2第二節(jié)變壓器的運行特性(1)銅損耗：一、二次繞組中流過電流時，在繞組電阻上產(chǎn)生的損耗。

PCu=R1I12+R2I22(2)鐵損耗：鐵芯中渦流損耗Pe

和磁滯損耗Ph組成。

PFe=Ph＋Pe

(3)效率:PO<PI

3.變壓器的損耗和效率不變損耗滿載的80﹪，效率最高?？勺儞p耗電力變壓器當(dāng)I2=(60%～80%)I2N時，

=

max

小型電力變壓器

=80%～90%

大型電力變壓器

=98%～99%

額定輸出功率P2N=U2NI2Ncos

2=SNcos

2

P2N=U2I2Ncos

2

忽略

U％時!4.變壓器的功率(1)一次繞組的視在功率：S1=U1I1(2)二次繞組的視在功率：

S2=U2I2(3)輸入功率：

P1=U1I1cos

1(4)輸出功率：

P2=U2I2cos

2

[例]某單相變壓器的額定電壓為10000/230V接在10000V的交流電源上向一電感性負(fù)載供電，電壓調(diào)整率為0.03，求變壓器的電壓比、空載和滿載時的二次電壓。

ZL

=0.966

時正好滿載，求該變壓器的電流。[解]變壓器的電壓比為空載時的二次電壓為U20=U2N=230V滿載時的二次電壓為

U2=U2N(1－

U%

)=230×(1－0.03)=223Vk==

=43.5U1N

U2N

10000230[解]變壓器的電壓比為I2==A=224AU2

ZL

2230.966I1==A=5.15AI2

k

22443.5[解]忽略電壓調(diào)整率，則

P2=

SNcos

2=10×103×0.8W=8kWP

=

PFe＋PCu=(300＋400)W=700WP1=

P2＋P

=(8000＋700)W=8.7W

[例]一變壓器容量為10kV·A，鐵損為300W，滿載時銅損為400W，求該變壓器在滿載情況下向功率因數(shù)為0.8的負(fù)載供電時輸入和輸出的有功功率及效率。P1P2

=×100%88.7=×100%=92%第三節(jié)三相變壓器及特殊用途變壓器一、三相變壓器(一)三相變壓器的種類1.三相組式變壓器AXaxBYbyCZcz特點：三相之間只有電的聯(lián)系，沒有磁的聯(lián)系。2.三相心式變壓器AXaxBYbyCZcz特點：三相之間既有電的聯(lián)系，又有磁的聯(lián)系。

聯(lián)結(jié)方式高壓繞組低壓繞組

（二）三相繞組的聯(lián)結(jié)方式Y(jié)YY-Y連接方式與Y-⊿連接BZACXYXAZBYC三相變壓器變比指相電壓之比。（三）變壓器的額定值1.額定電壓UN一次額定電壓U1N是指額定運行情況下一次繞組應(yīng)當(dāng)施加的電壓。二次額定電壓U2N是指一次側(cè)為額定電壓時二次側(cè)的空載電壓。即U2N=U20/U1=U1N。2.額定電流IN一次額定電流I1N是指在U1N的作用下一次繞組允許長期通過的最大電流。二次額定電流