变压器的应用、结构和基本工作原理

变压器的结构和⼯作原理变压器是利⽤电磁感应原理传输电能、信号的器件。

它具有变压、变流、变阻抗、隔离的作⽤，种类繁多应⽤⼴泛。

例如：1.电⼒系统中，升压远距离输电（如：10KV输电线路），⽤户端降压供电（如：220V市电）；2.实验室利⽤⾃耦变压器改变电源电压；3.测量上利⽤变压器扩⼤对交流电压、电流的测量范围；4.电⼦设备和仪器中利⽤变压器提供多种电压和传递信号并隔离电路上的联系。

变压器虽然⼤⼩悬殊，⽤途各异，但基本结构和⼯作原理是相同的。

变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，如下图所⽰，是它的⽰意图和符号。

变压器的结构⽰意图与符号这是⼀个简单的双绕组变压器，在⼀个闭合的铁芯上套有两个绕组，绕组与绕组之间以及绕组与铁芯之间都是绝缘的。

绕组通常⽤绝缘的铜线或铝线绕成，其中⼀个绕组与电源相连，称为⼀次绕组，另⼀个绕组与负载相连，称为⼆次绕组。

为了减少铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗，变压器的铁芯⼤多⽤0.35～0.5 mm厚的硅钢⽚叠成，为了降低磁路的磁阻，⼀般采⽤交错叠装⽅式，即将每层硅钢⽚的接缝错开。

如下图所⽰为⼏种常见的铁芯形状。

⼏种常见的铁芯形状变压器按铁芯和绕组的组合⽅式，可分为⼼式和壳式两种，如下图所⽰。

变压器的结构形式⼼式变压器的铁芯被绕组所包围，它的⽤铁量⽐较少，多⽤于⼤容量的变压器，如电⼒变压器。

壳式变压器的绕组被铁芯锁包围，它的⽤铁量⽐较多，但不需要专门的变压器外壳，常⽤于⼩容量的变压器，如各种电⼦设备和仪器中的变压器。

变压器的⼯作原理变压器的⼯作原理，我们将从空载运⾏、负载运⾏、阻抗变换，三种情况进⾏讲述。

1.空载运⾏如下图所⽰，变压器的空载运⾏⽰意图。

变压器的空载运⾏变压器的⼀次绕组接上交流电压【u1】，⼆次侧开路，这种运⾏状态称为空载运⾏。

这时⼆次绕组中的电流i2=0，电压为开路电压【u20】，⼀次绕组通过的电流为空载电流【i10】，各量的⽅向按习惯参考⽅向选取。

上图中【N1】为⼀次绕组的匝数，【N2】为⼆次绕组的匝数。

变压器的工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电气设备，它起着改变电压大小的重要作用。

本文将详细介绍变压器的工作原理，包括一、变压器的基本构造；二、变压器的工作原理；三、变压器的主要应用领域；四、变压器的维护与保养；五、变压器的未来发展方向。

一、变压器的基本构造1.1 主要构件：变压器由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。

铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁阻和磁损耗。

1.2 绕组：一次绕组和二次绕组分别绕在铁芯上。

一次绕组与电源相连，二次绕组与负载相连。

1.3 绝缘材料：绕组之间和绕组与铁芯之间采用绝缘材料进行绝缘，以防止电路短路和绝缘击穿。

二、变压器的工作原理2.1 磁感应定律：当一次绕组中有交流电流通过时，产生的磁场会感应到二次绕组中，从而在二次绕组中产生感应电动势。

2.2 变压器原理：根据磁感应定律，当一次绕组中的匝数与二次绕组中的匝数不同时，可以实现电压的升降。

2.3 能量传递：变压器通过磁场的耦合，将一次绕组中的电能传递到二次绕组，实现电压的变换。

三、变压器的主要应用领域3.1 电力系统：变压器广泛应用于电力系统中，用于升压和降压，以适应不同电压等级的输电和配电需求。

3.2 电子设备：变压器也被应用于各类电子设备中，用于提供适宜的电压和电流，以满足设备的工作要求。

3.3 工业领域：在工业生产中，变压器被用于控制机电的启动和运行，以及供应各种设备所需的电能。

四、变压器的维护与保养4.1 温度控制：变压器在工作过程中会产生热量，需要通过散热器进行散热，保持合适的工作温度。

4.2 油浸绝缘：变压器通常采用油浸绝缘，需要定期检查绝缘油的质量和绝缘材料的状态，以确保变压器的正常运行。

4.3 维护记录：及时记录变压器的运行状况、维护情况和故障处理过程，为后续的维护工作提供参考和依据。

五、变压器的未来发展方向5.1 高效节能：未来的变压器将更加注重能源的高效利用，减少能量损耗和环境污染。

5.2 智能化控制：随着科技的发展，变压器将逐渐实现智能化控制，提高运行的稳定性和可靠性。

变压器的结构和工作原理变压器是一种电力设备，它可以将交流电的电压从一个电路传递到另一个电路，同时保持电功率不变。

变压器的结构和工作原理是非常重要的，因为它们决定了变压器的性能和应用范围。

一、变压器的结构变压器的结构主要由铁芯、绕组、绝缘材料和外壳组成。

1. 铁芯铁芯是变压器的主要结构部件，它由硅钢片叠压而成。

铁芯的作用是提供一个磁路，使得变压器的磁通可以顺利地传递。

铁芯的材料选择非常重要，因为它会影响变压器的效率和损耗。

2. 绕组绕组是变压器的另一个重要部件，它由导线绕制而成。

绕组分为一次绕组和二次绕组，它们分别连接到输入电源和输出负载。

绕组的数量和大小取决于变压器的功率和电压等级。

3. 绝缘材料绝缘材料是变压器的保护层，它可以防止电流泄漏和短路。

绝缘材料通常由纸板、绝缘漆和绝缘纸组成。

4. 外壳外壳是变压器的外部保护层，它可以防止灰尘、水和其他杂质进入变压器内部。

外壳通常由金属或塑料制成。

二、变压器的工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律，它可以将一个电路的电压转换为另一个电路的电压。

变压器的工作原理可以分为两个部分：磁路和电路。

1. 磁路变压器的磁路由铁芯和绕组组成。

当一次绕组通电时，它会产生一个磁场，这个磁场会穿过铁芯并传递到二次绕组。

由于二次绕组和一次绕组的匝数不同，所以二次绕组会产生一个不同的电压。

2. 电路变压器的电路由一次绕组、二次绕组和负载组成。

当一次绕组通电时，它会产生一个电流，这个电流会通过二次绕组并驱动负载。

由于二次绕组的电压不同，所以负载会产生一个不同的电流。

变压器的工作原理可以用下面的公式表示：V1 / V2 = N1 / N2其中，V1和V2分别表示一次绕组和二次绕组的电压，N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。

这个公式表明，当一次绕组的电压和匝数变化时，二次绕组的电压也会相应地变化。

三、变压器的应用变压器是一种非常重要的电力设备，它被广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。

变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。

本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程。

二、基本原理1. 电磁感应定律根据法拉第电磁感应定律，当一个导体在磁场中运动或者磁场变化时，会在导体中产生感应电动势。

变压器利用这一原理实现电压的转换。

2. 互感现象互感现象是指两个或者多个线圈通过磁场相互耦合时，其中一个线圈中的电流变化会在其他线圈中产生感应电动势。

变压器中的两个线圈分别称为主线圈和副线圈。

三、变压器的结构1. 铁心变压器的铁心是由硅钢片叠压而成，主要作用是提高磁通的传导性能，并减少铁损耗。

2. 主线圈主线圈是变压器的输入线圈，通常由较粗的导线绕制而成。

当主线圈中通过交流电流时，会在铁心中产生磁场。

3. 副线圈副线圈是变压器的输出线圈，通常由较细的导线绕制而成。

副线圈通过互感现象与主线圈相连，将主线圈中的磁场转换为感应电动势。

四、变压器的工作过程1. 变压器的工作原理可以分为两个阶段：磁场建立和磁场消失。

2. 磁场建立阶段当交流电通过主线圈时，产生的交变电流会在主线圈中产生交变磁场。

由于主线圈和副线圈之间的互感作用，副线圈中也会产生交变电动势。

3. 磁场消失阶段当交流电的方向改变时，主线圈中的交变磁场也会改变方向。

这个变化的磁场会在副线圈中产生感应电动势，导致副线圈中的电流方向发生变化。

4. 变压器的电压转换根据互感现象，变压器中主线圈和副线圈的匝数比可以决定输出电压与输入电压的比例关系。

当主线圈匝数较大时，输出电压相对较低；当主线圈匝数较小时，输出电压相对较高。

五、总结变压器是一种基于电磁感应和互感现象的电气设备，用于改变交流电的电压和电流。

它由铁心、主线圈和副线圈组成。

变压器的工作过程包括磁场建立和磁场消失两个阶段，通过互感现象实现电压的转换。

变压器在电力系统中起到了重要的作用，广泛应用于输电、配电和电子设备中。

变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。

它是电力系统中非常常见的设备之一，被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。

变压器的结构和工作原理十分重要，下面详细介绍。

一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。

主要包括以下部分：1.铁芯：变压器的铁芯由硅钢片组成，可有效减小磁滞和涡流损耗。

铁芯的形状包括E型、I型和C型等，用于支撑和保护线圈。

2.一次线圈（主绕组）：也称为原线圈或输入线圈，接收电源端的输入电能。

一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。

3.二次线圈（副绕组）：也称为输出线圈，输出变压器转换后的电能。

二次线圈一般由较细的导线绕制而成。

4.绝缘材料：用于在不同线圈之间提供电气绝缘，避免相互之间的短路。

5.冷却装置：用于散热，以保证变压器的工作温度不超过允许范围。

常见的冷却方式包括自然冷却（静风冷却）和强制冷却（风扇冷却、冷水冷却等）。

二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作，其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。

1.变流原理：根据法拉第电磁感应定律，当一次线圈中的电流变化时，会在铁芯中产生一个变化的磁场。

这个磁场穿过二次线圈，并在其中引起电动势的产生。

根据电磁感应定律，产生的电动势与变化的磁场强度成正比。

2.变压原理：根据楞次定律，一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。

当一次线圈接通电源时，通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。

这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生，并使得二次线圈中的电流流动。

变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。

即：输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性：在实际的变压器中，我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻，也没有电感。

这样，变压器的损耗可以忽略不计，输出电压会完全等于输入电压。

4.变压器的效率：实际的变压器会有一定的损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。

变压器的基本结构与工作原理变压器，这个名字一听就有点高大上，但其实它的工作原理就像我们日常生活中的很多事情，简单而又神奇。

你想啊，就像你把一杯热水倒入另一杯冷水，温度就会慢慢平衡一样，变压器也在电流的世界里做着类似的事情。

那今天就来聊聊这个小家伙的基本结构和它是怎么工作的吧！1. 变压器的基本结构1.1 铁心首先，变压器的核心部分就是铁心。

这玩意儿可不简单，想象一下，它就像是变压器的脊梁骨，得承受一切。

一般来说，铁心是由很多层薄铁片叠成的，目的是为了减少能量的损耗。

你知道的，越薄越轻，热量就不容易散发，节省电力也省心。

它的工作方式就像一个优雅的舞者，轻轻地在电流中舞动，把能量传递得流畅无比。

1.2 绕组接下来，绕组就是变压器的“心脏”了。

它们一般分为高压绕组和低压绕组，就像是两个兄弟，一个负责“高大上”，一个负责“接地气”。

电流在高压绕组里走得飞快，像个风一样呼啸而过；而在低压绕组里，它则慢慢变得温和，适合我们日常使用。

这个过程就像一个调皮的小孩子，时而奔放，时而安静，总是给我们带来惊喜。

2. 变压器的工作原理2.1 电磁感应好了，讲到这里，很多人可能会问，这变压器到底是怎么工作的呢？其实，变压器的工作原理主要是依靠电磁感应。

简单来说，就是一个线圈里有电流流动时，周围就会产生磁场。

这个磁场就像是魔法一样，能影响到另一个线圈。

你想啊，如果你在火锅店里，锅里煮的火锅冒着热气，旁边的食材也会被吸引过来一样。

电流通过高压绕组产生的磁场，就能让低压绕组里的电流悄悄跑出来。

2.2 电压转换当我们把电流传递给低压绕组的时候，电压就会发生变化。

就像我们常说的“换个地方看看”，有时候会让事情变得更好。

在变压器中，电压的高低取决于绕组的圈数比。

如果高压绕组的圈数多，那么电压就高；反之，如果低压绕组的圈数少，电压就低。

这个过程就像打麻将，手里的牌决定了你能出的招数，变压器的“牌”也是这样定的。

3. 变压器的应用3.1 生活中的变压器变压器的应用可谓无处不在。

变压器的基本结构和工作原理变压器是一种能改变交流电压而保持交流电频率不变的静止的电器设备。

在电力系统的送变电过程中，变压器是一种重要的电器设备。

送电时，通常使用变压器把发电机的端电压升高。

对于输送一定功率的电能，电压越高，电流就越小，输送导线上的电能损耗越小。

由于电流小，则可以选用截面积小的输电导线，能节约大量的金属材料。

用电时，又利用变压器将输电导线土的高电压降低，以保证人身安全和减少用电器绝缘材料的消耗。

通常超高压输电线上的电压可达500 kV(即50万伏)。

但是，在工农业生产和日常生活中需要各种不同等级的交流电压。

例如，应用广泛的三相异步电动机的额定电压为380 V或220 V，一般照明电压为220 1V，机床局部照明的额定电压为36 V、24 V或者更低，许多设备经常要求多种电压供电。

所以在实际工作中，采用各种规格的变压器来满足不同的需要。

变压器除了能改变交变电压外，还具有改变交流电流(如电流互感器)，变换阻抗(如电子电路中的输入，输出变压器)以及改变相位等作用。

所以，变压器是输配电、电工测量和电子技术等方面不可缺少的电器设备。

一、变压器的基本结构虽然变压器种类繁多，用途各异，电压等级和容量不同，但变压器的基本结构大致相同。

最简单的变压器是由一个闭合的软磁铁心和两个套在铁心上又相互绝缘的绕组所构成，如图4—1所示。

绕组又称线圈，是变压器的电路部分。

与交流电源相接的绕组叫做一次绕组，简称一次；与负载相接的绕组叫做二次绕组，简称二次，如图4-2所示。

铁心是变压器的磁路部分，用厚度为0.35～0.5 mm 时硅钢片叠戏。

根据变压器铁心构造及绕组配置情况，变压器有芯式和壳式两种。

如图4—3a 所示是单相芯式变压器，采用口形铁心。

一、二次绕组分别套在铁心上。

如图4—3b 所示是单相壳式变压器，常用的有山字形（E1）F 形、日字形等铁心，如图4—4既示。

二、变压器的工作原理如图4—5所示是单相变压器工作原理示意图。

变压器的工作原理一、引言变压器是电力系统中常见的电力设备，它起着改变电压和电流的作用。

本文将详细介绍变压器的工作原理，包括基本原理、结构和工作过程等方面的内容。

二、基本原理变压器的工作原理基于电磁感应现象。

根据法拉第电磁感应定律，当一个导体中的磁通量发生变化时，会在导体中产生感应电动势。

变压器利用这一原理来实现电压和电流的变换。

三、结构1. 主要部件变压器主要由两个线圈和一个铁芯组成。

其中，一个线圈称为初级线圈，通常与输入电源相连；另一个线圈称为次级线圈，通常与负载相连。

铁芯则用于提高磁耦合效率。

2. 线圈初级线圈和次级线圈分别由导电材料绕制而成。

它们之间通过铁芯相互绝缘。

初级线圈中的匝数通常较少，而次级线圈中的匝数较多，这样可以实现电压的升降。

3. 铁芯铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减少磁通损耗。

铁芯的存在增加了磁通的传导效率，从而提高了变压器的效率。

四、工作过程1. 理想变压器理想变压器是指在没有损耗和漏磁的情况下工作的变压器。

在理想变压器中，输入功率等于输出功率。

2. 工作原理当交流电源接通时，通过初级线圈中的电流会在铁芯中产生磁场。

这个磁场会穿过次级线圈，并在次级线圈中产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。

因此，次级线圈中的感应电动势会引起电流的流动，从而将能量传输给负载。

3. 变压器的变压比变压器的变压比是指初级线圈匝数与次级线圈匝数的比值。

根据变压器的工作原理，变压比决定了输入电压和输出电压之间的关系。

变压器的变压比可以通过改变线圈的匝数来调整。

五、应用领域变压器在电力系统中有广泛的应用，主要包括以下几个方面：1. 电力输配变压器用于将发电厂产生的高电压电能升压后输送到远距离的用户。

同时，变压器也用于将输送过程中的电能降压供应给用户。

2. 电子设备变压器在电子设备中起着关键的作用，例如电视机、电脑、手机等。

它们通常需要不同的电压来满足不同的电路要求，变压器可以将电源电压转换为适合设备使用的电压。

第1章 变压器的基本知识和结构变压器的基本原理和分类一、变压器的基本工作原理变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能;当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组;原、副绕组的感应分别表示为则 k N N e e u u ==≈212121 变比k ：表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比; 改变变压器的变比,就能改变输出电压;但应注意,变压器不能改变电能的频率;二、电力变压器的分类变压器的种类很多,可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类; 按用途分类：升压变压器、降压变压器；按相数分类：单相变压器和三相变压器；按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器；按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器；按调压方式分类：无载无励磁调压变压器、有载调压变压器；按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干式变压器等；按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器;三相油浸式电力变压器的外形,见图1,铁心和绕组是变压器的主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部;电力变压器的结构一、铁心1.铁心的材料采用高磁导率的铁磁材料—～厚的硅钢片叠成;为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗;变压器用的硅钢片其含硅量比较高;硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘;2.铁心形式铁心是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构;二、绕组1.绕组的材料铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成;2.形式圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等结构;为了便于绝缘,低压绕组靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面,两个绕组之间留有油道;变压器绕组外形如图所示;三、油箱及其他附件1.油箱变压器油的作用：加强变压器内部绝缘强度和散热作用;要求：用质量好的钢板焊接而成,能承受一定压力,某些部位必须具有防磁化性能;形式：大型变压器油箱均采用了钟罩式结构；小型变压器采用吊器身式;2.储油柜作用：减少油与外界空气的接触面积,减小变压器受潮和氧化的概率;在大型电力变压器的储油柜内还安放一个特殊的空气胶囊,它通过呼吸器与外界相通,空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触;;3.呼吸器作用：内装硅胶的干燥器,与油枕连通,为了使潮气不能进入油枕使油劣化;硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色;吸潮的硅胶可以再生;4.冷却器作用：加强散热;装配在变压器油箱壁上,对于强迫油循环风冷变压器,电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中,这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂,使热量散失到空气中去,经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内;5.绝缘套管作用：使绕组引出线与油箱绝缘;绝缘套管一般是陶瓷的,其结构取决于电压等级;1kV以下采用实心磁套管,10～35kV采用空心充气或充油式套管,110kV及以上采用电容式套管;为了增大外表面放电距离,套管外形做成多级伞形裙边;电压等级越高,级数越多;6.分接开关作用：用改变绕组匝数的方法来调压;一般从变压器的高压绕组引出若干抽头,称为分接头,用以切换分接头的装置叫分接开关;分接开关分为无载调压和有载调压两种,前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换;分接开关安装在油箱内,其控制箱在油箱外,有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的,它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器;7.压力释放阀作用：为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸;8.气体继电器瓦斯继电器作用：变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接管道中,当变压器内部发生故障时如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等产生的气体和油流,迫使气体继电器动作;轻者发出信号,以便运行人员及时处理;重者使断路器跳闸,以保护变压器;变压器的名牌数据一、型号型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容; 例如：SL-500/10：表示三相油浸自冷双线圈铝线,额定容量为500kVA,高压侧额定电压为10kV级的电力变压器;二、额定值额定运行情况：制造厂根据国家标准和设计、试验数据规定变压器的正常运行状态;表示额定运行情况下各物理量的数值称为额定值;额定值通常标注在变压器的铭牌上;变压器的额定值主要有：额定容量S N ：铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率;原边额定电压U 1N ：正常运行时规定加在一次侧的端电压,对于三相变压器,额定电压为线电压; 副边额定电压U 2N ：一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压;原边额定电流I 1N ：变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I 1N 为原边额定线电流;副边额定电流I 2N ：变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I 2N 为副边额定线电流;单相变压器额定值的关系式： N N N N N I U I U S 2211== 三相变压器额定值的关系式：NN N N N I U I U S 221133==额定频率f N ：我国工频：50Hz ；还有额定效率、温升等额定值; 变压器的空载运行变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组开路时的运行状态;变压器空载运行图一、 空载时各物理量产生的因果关系二、电势与磁通的大小和相位关系设主磁通按正弦规律变化,根据电磁感应定律可推导出原绕组感应电势同理可得所以,变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比,与各自的匝数成正比,感应电势在相位上滞后磁通90°;三、原边漏电抗和激磁电抗1.原边漏电抗2.激磁电抗四、原副边回路方程和等效电路1.电动势平衡方程变压器空载运行时,各物理量的正方向通常按上图标定,根据基尔霍夫电压定律,原边回路方程为对于电力变压器,空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小,其数值不超过U1的%,将I0Z1忽略,则有副边回路方程2.空载时的等效电路Z1＜＜Z m、r m＜＜x m ;空载时电路功率因数都很小,空载电流I0主要是无功性质,由于铁磁材料的磁饱和性,引起空载电流I0的波形是尖顶波;希望空载电流越小越好,因此变压器采用高导磁率的铁磁材料,以增大Z m减少I0 ;变压器空载时既吸收无功功率,也吸收有功功率,无功功率主要用于建立主磁通,有功功率主要用于铁耗;变压器负载运行变压器负载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组接负载时的运行状态;变压器负载运行图一、负载时电磁关系1.磁动势平衡关系从空载到负载,由于变压器所接的电源电压U1不变,且U1≈E1 ,所以主磁通不变,负载时的磁动势等于与空载时的磁动势相等;即磁动势平衡关系这表明,变压器原、副边电流与其匝数成正比,当负载电流I2增大时,原边电流I1将随着增大,即输出功利增大时,输入功率随之增大;所以变压器是一个能量传递装置,它在变压的同时也在改变电流的大小;2.原、副边回路方程式按上图所规定的正方向,根据基尔霍夫电压定律,可写出原、副边回路方程式二、折算折算的目的：由于原、副边回路只有磁路的耦合,没有电路的直接联系,为了得到变压器的等效电路,需对变压器进行绕组折算;折算：就是把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时,对副边回路各参数进行的调整;折算原则是折算前后副边磁动势不变、副边各部分功率不变,以保持变压器内部电磁关系不变;副边各物理量的折算方法：折算后的基本方程式为三、负载时的等效电路形等效电路根据折算后的基本方程式可以构成变压器的T形等效电路2.较准确等效电路由于Z m＞＞Z1,可把“T”形等效电路中的激磁支路移到电源端,便得变压器的较准确等效电路,较准确等效电路的误差很小;3.简化等效电路在电力变压器中,I0＜＜I N ,因此,在工程计算中可忽略I0,即去掉激磁支路,将原、副边的漏阻抗合并,而得到变压器的简化等效电路 ;对于简化等效电路,可写出变压器的方程组简化等效电路所对应的相量图在工程上,简化等效电路及其方程式、相量图给变压器的分析和计算带来很大的便利,得到广泛应用;变压器参数的测定一、空载试验1.变压器的空载试验目的：求出变比k、空载损耗p k和激磁阻抗Z m;2.空载试验的接线通常在低压侧加电压,将高压侧开路3.空载试验的过程电源电压由零逐渐升至,测取其对应的U1、I0、p0;变压器原边加不同的电压,建立的磁通不同,磁路的饱和程度不同,激磁阻抗不同,由于变压器正常运行时原边加额定电压,所以,应取额定电压下的数据来计算激磁阻抗;由变压器空载时等效电路可知,因Z1＜＜Z m、r1＜＜r m,所以式中 p0—空载损耗,可作为额定电压时的铁耗;若要得到以高压侧为原边的激磁参数,可将所测得的激磁参数乘以k2,k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压;对于三相变压器,试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率,只要换算成一相的数据,就可直接代入上式计算;二、短路试验1.短路试验的目的：可测出短路阻抗Z k和变压器的铜耗p k;2.短路试验的接线:通常在高压侧加电压,将低压侧短路3.短路试验的过程电源电压由零逐渐升高,使短路电流由零逐渐升高至,测取其对应的U k、I k、p k;注意：由于变压器短路阻抗很小,如果在额定电压下短路,则短路电流可达～20I1N,将损坏变压器,所以做短路试验时,外施电压必须很低,通常为～U1N,以限制短路电流;取额定电流点计算,因所加电压低,铁心中的磁通很小,铁耗和励磁电流可以忽略,使用简化等效电路进行分析p kN：短路损耗,指短路电流为额定电流时变压器的损耗,p kN可作为额定电流时的铜耗;一般认为：r1=r2′=；x1=x2′=将室温下测得的短路电阻换算到标准工作温度75℃时的值,而漏电抗与温度无关;短路试验在任何一方做均可,高压侧参数是低压侧的k2倍,k等于变压器高压侧一相的电压除以低压侧一相的电压;对于三相变压器,试验中测定的数据是线电压、线电流和三相总功率,只要换算成一相的数据,就可直接按单相变压器计算;三、短路电压短路电压：在短路试验中,当短路电流为额定电流时,原边所加的电压与额定电压之比的百分值,即短路电压是变压器一个很重要的参数,其大小反映了变压器在额定负载时漏阻抗压降的大小;从运行角度来看,希望U k小一些,使变压器输出电压随负载变化波动小一些;但U k太小,变压器由于某种原因短路时短路电流太大,可能损坏变压器;一般中、小型电力变压器的U k=4%～%,大型电力变压器的U k=%～%;四、标么值标么值：实际值与该物理量某一选定的同单位的基值之比通常取各物理量对应的额定值作为基值;取一、二次侧额定电压U1N、U2N作为一、二次侧电压的基值；取一、二次侧额定电流I1N、I2N作为一、二次侧电流的基值；一、二次侧阻抗的基值分别为U1N/I1N、U2N/I2N;在各物理量原来的符号上加上一上标“”来表示该物理量的标么值;例如,U1=U1/U1N;一、外特性和电压变化率1.外特性外特性：指原边加额定电压,负载功率因数一定时,副边电压U2随负载电流变化的关系,即U2=fI2;变压器在纯电阻和感性负载时,副边电压U2随负载增加而降低,容性负载时,副边电压随负载增加而可能升高;2.电压变化率用变压器的简化相量图可推导出电压变化率的参数表达式电压变化率的大小与负载的大小成正比;在一定的负载系数下,短路阻抗的标么值越大,电压变化率也越大;当负载为感性时,△U为正值,说明副边电压比空载电压低；当负载为容性时△U有可能为负值;当△U为负值时,说明副边电压比空载电压高; 为了保证变压器的副边波动在±5%范围内,通常采用改变高压绕组匝数的办法来调节副边电压;二、变压器的损耗和效率1.变压器的损耗变压器的损耗包括铁耗和铜耗两大类;铁耗不随负载大小变化,也称为不变损耗；铜耗随负载大小变化,也称为可变损耗;2.变压器的效率通过变压器的空载试验和短路试验,测出变压器的空载损耗和短路损耗,就可以方便的计算出任意负载下的效率;变压器效率大小与负载大小、性质及空载损耗和短路损耗有关;对已制成的变压器,效率与负载大小、性质有关;当负载功率因数一定时,效率特性的效率曲线;当铁耗不变损耗等于铜耗可变损耗时效率最大;由于变压器总是在额定电压下运行,但不可能长期满负载;为了提高运行的经济性,设计时,铁损应设计得小些,一般取βm=～,对应的铜耗与铁耗之比为3～4;变压器额定时的效率比较高,一般在95～98%之间,大型可达99%以上;。

变压器详细讲解变压器是一种电气设备，主要用于将交流电能从一种电压等级转换为另一种电压等级。

变压器的工作原理基于电磁感应现象，利用两个或多个线圈之间的磁场变化来实现电压的转换。

以下是变压器详细讲解：1. 基本结构：变压器主要由磁性材料制成的铁芯和绕组组成。

铁芯用于传递磁场，绕组则用于承载电流。

绕组通常用导线绕制，并分为高压绕组和低压绕组。

2. 原理：当交流电流通过高压绕组时，会在铁芯上产生磁场。

磁场的变化进而在低压绕组中产生电动势，从而实现电压的转换。

电压转换的大小取决于绕组之间的匝数比例。

3. 分类：根据用途和结构，变压器可分为以下几类：a. 配电变压器：用于配电系统，将高压电能转换为低压电能供给用户。

b. 电力变压器：用于发电、输电和配电系统中，实现电压的升高和降低。

c. 仪用变压器：用于电气测量和控制设备，提供标准电压信号。

d. 特殊变压器：如电炉变压器、整流变压器等，用于特殊场合的电压转换。

4. 参数：变压器的主要参数包括：a. 额定容量：表示变压器能承载的最大功率。

b. 额定电压：表示变压器输入和输出的电压等级。

c. 电压比：高压绕组与低压绕组之间的匝数比例，决定了电压转换效果。

d. 效率：表示变压器将电能转换为磁能和磁能转换为电能的能力。

5. 应用：变压器广泛应用于电力系统、工业生产、家电产品等领域。

例如，在家用电器中，变压器用于调节电源电压，以适应不同设备的电压需求。

6. 变压器的维护与安全：为确保变压器正常运行，需要定期进行检修和维护。

同时，应注意防止变压器过载、短路等事故，确保使用安全。

总之，变压器是一种重要的电气设备，它通过电磁感应实现电压的转换。

了解变压器的工作原理、分类和应用，有助于我们更好地在实际工程中选择和使用合适的变压器。

变压器的主要结构和工作原理引言概述：变压器是电力系统中常见的电力设备之一，它在电能传输和分配中起着重要的作用。

本文将详细介绍变压器的主要结构和工作原理，以帮助读者更好地理解和应用变压器。

正文内容：一、变压器的主要结构1.1 主要结构组成- 主要由铁芯、一次绕组和二次绕组组成。

- 铁芯是变压器的主要磁路部分，通常由硅钢片叠压而成，以减小磁导率和磁阻。

- 一次绕组是输入侧的绕组，通常由导电材料绕制而成。

- 二次绕组是输出侧的绕组，也由导电材料绕制而成。

1.2 绝缘和冷却系统- 变压器的绝缘系统是保证安全运行的关键，通常使用绝缘材料将绕组和铁芯分隔开。

- 冷却系统对于变压器的正常运行至关重要，常见的冷却方式有自然冷却和强制冷却。

1.3 外壳和配电设备- 变压器通常有一个外壳，用于保护内部部件免受外界环境的影响。

- 配电设备包括开关、熔断器和保护装置等，用于控制和保护变压器的正常运行。

二、变压器的工作原理2.1 电磁感应原理- 变压器的工作基于电磁感应原理，当一次绕组通入交流电时，会在铁芯中产生交变磁场。

- 交变磁场会感应二次绕组中的电动势，从而使电能从一次绕组传递到二次绕组。

2.2 变压器的变压比- 变压器的变压比是指输入电压与输出电压之间的比值，可以通过绕组的匝数比来确定。

- 变压器可以实现电压的升高或降低，根据需要选择合适的变压比。

2.3 损耗和效率- 变压器在工作过程中会产生一定的损耗，包括铁损耗和铜损耗。

- 效率是衡量变压器性能的重要指标，可以通过输出功率与输入功率的比值来计算。

三、变压器的应用领域3.1 电力系统- 变压器在电力系统中用于电能传输和分配，将发电厂产生的高压电能转换为适用于用户的低压电能。

- 在输电过程中，变压器可以实现电压的升高，减少输电损耗。

3.2 工业领域- 变压器在工业领域中广泛应用于电力设备、机械设备和照明系统等。

- 它可以为各种设备提供合适的电压和电流，满足工业生产的需求。