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(jiǎn)介一、變壓器的空載運(yùn)行1、變壓器空載運(yùn)行定義：變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開(kāi)路的工作狀態(tài)，如圖l一9所示。2、理想變壓器：不計(jì)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(chēng)為理想變壓器3、在一些近似的計(jì)算中常用理想變壓器來(lái)分析的原因：

實(shí)際變壓器在運(yùn)行中要考慮到各種損耗，分析起來(lái)比較復(fù)雜。理想變壓器只是一個(gè)單純的電感電路，分析比較方便。一、變壓器的空載運(yùn)行（一）理想變壓器的空載運(yùn)行1、空載運(yùn)行時(shí)各電量之間的關(guān)系2、電壓和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系3、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E的大小4、變壓比“K”一次繞組上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于電源電壓大小但相位相反二次繞組上的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)等于輸出電壓大小上式說(shuō)明：感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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(shuō)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(wú)關(guān)。當(dāng)電源電壓不變時(shí)，變壓器磁路上的磁通的幅值是不會(huì)變化的。一、變壓器的空載運(yùn)行（二）實(shí)際變壓器的空載運(yùn)行1、一次繞組存在電阻“r1”：形成壓降，可不計(jì)2、變壓器的漏磁通“”：形成漏抗電動(dòng)勢(shì)可不計(jì)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(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)COSΦ很小

漏磁通，僅占主磁通的0．25％

當(dāng)變壓器主磁通穿過(guò)鐵心時(shí)，會(huì)在鐵心中產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗，該損耗稱(chēng)為鐵損耗(簡(jiǎn)稱(chēng)鐵耗)無(wú)功分量“”：起勵(lì)磁作用，較大有功分量“”：供給鐵心損耗，很小二、變壓器的負(fù)載運(yùn)行1、示意圖：2、變壓器負(fù)載運(yùn)行后，一次側(cè)電流會(huì)隨二次電流升高而升高原因:3、變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，鐵心中磁場(chǎng)是由一、二次繞組中電流共同產(chǎn)生由I2產(chǎn)生的Φ2會(huì)抵消一部分ΦmΦm在電源恒定時(shí)必定是恒定的只有增加一次側(cè)電流才可能使Φm恒定二、變壓器的負(fù)載運(yùn)行（一）磁動(dòng)勢(shì)平衡方程1、磁動(dòng)勢(shì)定義：線圈匝數(shù)N和電流I的乘積NI叫磁動(dòng)勢(shì)2、磁動(dòng)勢(shì)平衡方程3、變比K與電流比的關(guān)系二、變壓器的負(fù)載運(yùn)行（二）電壓平衡方程二次繞組的端電壓對(duì)外應(yīng)等于次級(jí)電流在負(fù)載阻抗上的電壓降由I2產(chǎn)生的Φ2會(huì)抵消一部分ΦmΦm在電源恒定時(shí)必定是恒定的只有增加一次側(cè)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(hào)源處得到的信號(hào)越大，但有時(shí)不可能做得很大（三）阻抗變換（阻抗匹配）原因：因?yàn)椋核裕哼@里：（三）阻抗變換（阻抗匹配）例題：Ｐ１７三、變壓器的運(yùn)行特性表示變壓器運(yùn)行性能的主要指標(biāo):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(cè)的端電壓會(huì)隨負(fù)載的變化而變化原理:2、二次電壓的變化與什么有關(guān)：負(fù)載的大小和性質(zhì)變壓器本身的特性ER0IRLU當(dāng)ＲＬ＝１０，Ｒ０＝５時(shí)Ｕ＝２／３Ｅ＝０．６７Ｅ

當(dāng)ＲＬ＝５，Ｒ０＝５時(shí)Ｕ＝１／２Ｅ＝０．５Ｅ當(dāng)負(fù)載增加時(shí)（ＲＬ減?。穗妷海障陆盗?；如果Ｒ０＝０，則無(wú)論ＲＬ如何變化Ｕ始終為Ｅ，不變化三、變壓器的運(yùn)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(fù)載電流的變化關(guān)系如圖所示⑵外特性與負(fù)載性質(zhì)的關(guān)系：負(fù)載為電阻時(shí)：外特性曲線是下降的負(fù)載為感性時(shí)：外特性曲線是下降的負(fù)載為容性時(shí)：曲線可能向上翹三、變壓器的運(yùn)行特性(一)二次電壓的穩(wěn)定性

4、電壓調(diào)整率△UN⑴定義式：U20----空載時(shí)二次電壓；U2-----額定負(fù)載時(shí)的二次電壓；U2N----二次額定電壓⑵物理意義：表示二次側(cè)電壓的穩(wěn)定性，即變壓器二次側(cè)電壓隨負(fù)載而變化的程度。是變壓器主要性能指標(biāo)之一。⑶提高二次側(cè)負(fù)載功率因數(shù)可，提高二次電壓的穩(wěn)定性三、變壓器的運(yùn)行特性（二）變壓器的調(diào)壓1、目的：為了保證供電電壓的質(zhì)量，要根據(jù)負(fù)載的變化情況進(jìn)行調(diào)壓2、方法：在高壓側(cè)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(dá)到調(diào)節(jié)低壓側(cè)電壓的目的3、調(diào)壓范圍：額定電壓的±5％之間三、變壓器的運(yùn)行特性（三）變壓器的損耗和效率

損耗分類(lèi)：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(gòu)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(guān)系：

PFe

≈P0=常數(shù)三、變壓器的運(yùn)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(yīng)和鄰近效應(yīng)，使電流密度不均而產(chǎn)生的額外損耗。⑶銅耗與負(fù)載損耗的關(guān)系:銅耗=負(fù)載損耗⑷銅耗計(jì)算：I2--某負(fù)載電流I2N---額定負(fù)載電流PCUN---額定負(fù)載下的銅耗三、變壓器的運(yùn)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(shí)用公式：Ｐ１９⑶效率特性：⑷何時(shí)效率最高：⑸銅耗與鐵耗降低哪個(gè)有利：鐵耗例題：Ｐ２０定義:在負(fù)載功率因數(shù)為一定值時(shí)，效率隨負(fù)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(dāng)負(fù)載電流從零開(kāi)始增大時(shí)，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(fù)載而變化；又由于變壓器不可能常年滿負(fù)載運(yùn)行，相比之下，鐵耗所引起的損失是相當(dāng)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(shí)際電流為額定電流的O．5～O．6倍時(shí)滿足1、寫(xiě)出變壓器變比的幾種計(jì)算公式?2、某晶體管收音機(jī)的輸出變壓器的一次側(cè)匝數(shù)N1=230匝；二次側(cè)匝數(shù)N2=80匝，原來(lái)配接阻抗為4Ω的揚(yáng)聲器，現(xiàn)要改用同樣功率而阻抗為8Ω的揚(yáng)聲器，則二次側(cè)匝數(shù)N2應(yīng)改繞成多少?3、一臺(tái)容量為50kV·A的單相變壓器，一次側(cè)電壓為6000V、電流為8．33A，二次