第四章变压器剖析

第四章 旋转变压器工作原理：一、二次绕组的电磁感应耦合程度由转子的转角决定。

当旋转变压器的一次侧外施单相交流电压励磁时，二次侧的输出电压将与转子转角严格保持某种函数关系。

第一节 旋转变压器的结构特点和分类结构：旋转变压器的典型结构由定子和转子两部分构成。

铁心：高磁导率的铁镍软磁合金片或硅钢片经冲制、绝缘、叠装而成。

定、转子之间的气隙是均匀的，绕组：两个轴线在空间互相垂直的分布绕组。

转子绕组引出线和滑环相接，滑环应有四个，固定在转轴的一端， 分类：按照输出电压和转子转角的函数关系来分：1) 正余弦旋转变压器（代号ＸＺ） 2) 线性旋转变压器（代号ＸＸ） 3) 比例式旋转变压器（代号ＸＬ）4) 特殊函数旋转变压器（正切函数、倒数函数、圆函数、对数函数等）按照电机极对数多少来分：单极对和多极对（可以提高系统的精度）。

按照有无电刷与滑环间的滑动接触来分：接触式和无接触式两类。

第二节 正余弦旋转变压器的工作原理4.2.1正弦绕组在旋转变压器中常用的绕组有两种形式，即双层短距分布绕组和同心式正弦绕组。

双层短距分布绕组能够达到较高的绕组精度并有良好的工艺性，但在绕组中存在一定量的谐波磁动势分量，其所引起的正余弦函数的误差达0.01%-0.07%，再加上工艺因素引起的误差，使旋转变压器的精度受到一定的限制，故双层短距分布绕组只适合对精度要求不很高的旋转变压器。

同心式正弦绕组为高精度绕组，它使各次谐波削弱到相当小，正余弦函数的误差从0.06%降到0.03%以下。

缺点为工艺性差，绕组系数低。

正弦绕组是指绕组各元件的导体数沿定子内圆或转子外圆按正弦规律分布的同心式绕组。

通常有两种分布形式：第一类是绕组的轴线对准槽的中心线，第二类是绕组的轴线对准齿的中心线。

旋转变压器大都采用这两类正弦绕组。

图4-2表示了正弦绕组中各元件在空间沿转子圆周外圆分布的情况及空间磁动势的分布情况。

为了使正弦绕组中各元件匝数沿圆周按正弦分布，各元件的匝数应满足Z)i (cosN N cm ci π12-= 正弦绕组每相的总匝数为])142cos(...3cos [cos 41Z Z Z Z N N N cm Zi ci πππ-+++==∑=4.2.2 正余弦旋转变压器的工作原理正余弦旋转变压器通常为两极结构，定子和转子分别安装两套互相垂直的正弦绕组。

第4章思考题及答案4-1 变压器能否对直流电压进行变换？答：不能。

变压器的基本工作原理是电磁感应原理，如果变压器一次绕组外接直流电压，则在变压器一次绕组会建立恒定不变的直流电流i1，则根据F1= i1N1，我们知道直流电流i1会建立直流磁动势F1，该直流磁动势F1就不会在铁芯中产生交变的磁通，也就不会在二次绕组中产生感应电动势，故不会在负载侧有电压输出。

4-2变压器铁芯的主要作用是什么？其结构特点怎样？答：变压器铁芯的作用是为变压器正常工作时提供磁路，为变压器交变主磁通提供流通回路。

为了减小磁阻，一般变压器的铁芯都是由硅钢片叠成的，硅钢片的厚度通常是在0.35mm-0.5mm之间，表面涂有绝缘漆。

4-3为分析变压器方便，通常会规定变压器的正方向，本书中正方向是如何规定的？答：变压器正方向的选取可以任意。

正方向规定不同，只影响相应变量在电磁关系中的表达式为正还是为负，并不影响各个变量之间的物理关系。

变压器的一次侧正方向规定符合电动机习惯，将变压器的一次绕组看成是外接交流电源的负载，一次侧的正方向以外接交流电源的正方向为准，即一次侧电路中电流的方向与一次侧绕组感应电动势方向相同；而变压器的二次侧正方向则与一次侧规定刚好相反，符合发电机习惯，将变压器的二次绕组看成是外接负载的电源，二次侧的正方向以二次绕组的感应电动势的正方向为准，即二次侧电路中电流方向与二次侧负载电压方向相同。

感应电动势的正方向和产生感应电动势的磁通正方向符合右手螺旋定理，而磁通的正方向和产生该磁通的电流正方向也符合右手螺旋定理。

各个电压变量的正方向是由高电平指向低电平，各个电动势正方向则由低电平指向高电平。

4-4 变压器空载运行时，为什么功率因数不会很高？答：变压器空载运行时，一次绕组电流就称为空载电流，一般空载电流的大小不会超过额定电流的10%，变压器空载电流∙0I可以分为两个分量：建立主磁通∙mφ所需要的励磁电流∙μI 和由磁通交变造成铁损耗从而使铁芯发热的铁耗电流∙FeI 。

微特电机第四章旋转变压器1.引言旋转变压器是一种特殊类型的变压器，它采用旋转结构来实现变压变比的调节。

与传统的固定变压器相比，旋转变压器具有更大的灵活性和可调节性，可以适应不同负载条件下的电压需求。

本章将介绍微特电机公司研发的一款旋转变压器，包括其工作原理、结构设计、性能参数以及应用领域等内容。

2.工作原理旋转变压器的工作原理基于电磁感应定律和旋转结构的机械转动。

通过调整转子与固定绕组之间的相对位置，可以改变绕组之间的耦合系数，从而实现变压变比的调节。

当转子与绕组之间没有相对运动时，变压器的变比为1:1，即输入电压等于输出电压。

当转子旋转时，绕组之间的耦合系数发生变化，从而实现不同的变比输出。

3.结构设计微特电机的旋转变压器采用了先进的磁力平衡技术和高强度材料制成的磁芯。

磁芯的设计旨在减小磁场漏磁和铁心损耗，提高变压器的效率和性能。

同时，采用了特殊的绕组结构和绝缘材料，确保了电压输出的稳定性和可靠性。

除此之外，旋转变压器还配备了高精度的角度传感器和控制单元，用于实时监测和调节转子位置，保证变压器的稳定工作。

4.性能参数微特电机的旋转变压器具有以下主要性能参数：-额定功率：根据客户需求可定制，通常范围在1kVA到100kVA之间。

-输入电压范围：根据客户需求可定制，通常范围在220V到660V之间。

-输出电压范围：根据客户需求可定制，通常范围在0V到440V之间。

-效率：高达98%，具有较高的能量转换效率。

-变比调节范围：根据客户需求可定制，通常范围在1:1到1:10之间。

-响应时间：微秒级响应速度，适用于需要快速反应的应用场景。

5.应用领域微特电机的旋转变压器广泛应用于各种工业领域，包括：-变频器和电机驱动系统：用于变频器输出电压的稳定调节。

-电力系统：用于电网电压调节和负载均衡控制。

-物流设备和自动化系统：用于包括输送带、起重机和机器人在内的设备的电压供应和控制。

-光伏发电系统：用于光伏逆变器中的电压调节和能量转换。

变压器01-全方位解剖变压器全方位解剖一.电子变压器定义、作用及分类变压器是具有磁芯(铁芯)与两个或两个以上的线圈组成，它们互不改变位置的装置，从一个或两个以上的回路，通过交流电力借电磁感应作用，转变成电压及电流，对另一个或两个一上的回路，供给一周拨数的交流电力.2作用：在电子线路中起着升压、降压、隔离、整流、变频、倒相、阻抗匹配、逆变、储能、滤波等作用。

3分类：A按工作频率分类：工频变压器：工作频率为50Hz或60Hz中频变压器：工作频率为400Hz或1KHz音频变压器：工作频率为20Hz或20KHz超音频变压器：20KHz以上，不超过100KHz高频变压器：工作频率通常为上KHz至上百KHz以上。

B按用途分类：电源变压器：用于提供电子设备所需电源的变压器音频变压器：用于音频放大电路和音响设备的变压器脉冲变压器：工作在脉冲电路中的的变压吕，其波形一般为单极性矩形脉冲波特种变压器：具有一种特殊功能的变压器，如参量变压器，稳压变压器，超隔离变压器，传输线变压器，漏磁变压器开关电源变压器：用于开关电源电路中的变压器通讯变压器：用于通讯网络中起隔直、滤波的变压器二电子变压器材料及分类：变压器英文(TRansformer)1）电子变压器材料主要有骨架(Bobbin,Base,Case)线材(Copper Wire)磁芯(Ferrite Core,SI-Steel Lamination)铜箔(Copper Foil)绝缘胶带(Tape)安全胶带，也称档墙(Margin Tape)套管(Tube)化学材料：焊锡(Solder Bar)，绝缘油(Varnish)，胶类(Epoxy,Glue)，稀释剂(T hinner)，助焊剂(Scaling Powder)，油墨(Ink)1、磁芯：磁芯主要几大类：1.钢片类Lamination(SI-STEEL,PERMALLOY);2.软磁铁氧体类(FERRITE CORE);3.铁粉芯(Iron Powder);4.铁硅铝(Kool,Mu或Sendust);5.高导磁粉芯(High Flux);6铁镍钼磁粉芯(Mpp Core);7.非晶态(Amorphous)。

变压器的结构与原理分析一、引言变压器作为一种常见的电力设备，广泛应用于能源传输与分配系统中。

本文将对变压器的结构与原理进行分析，以便更好地理解其工作原理和应用。

二、变压器的结构1.主要零部件变压器由铁心、线圈和绝缘材料等主要零部件构成。

铁心是由高导磁性材料制成的，用于导磁和集中磁通，以提高变压器的效率。

线圈则由绝缘导线绕制而成，分为初级线圈和次级线圈，通过电磁感应实现能量的传输。

2.冷却系统变压器的正常运行需要保持合适的温度，因此冷却系统至关重要。

常见的冷却系统包括油冷却和风冷却。

油冷却通过潜在热量的传导和对冷却油进行循环实现，而风冷却则通过风扇吹拂散热片散热。

三、变压器的工作原理1.电磁感应现象变压器的核心工作原理基于电磁感应现象。

当交流电通过初级线圈时，产生变化的磁场，该磁场会在次级线圈中诱导电压，从而实现能量的传输。

2.符合法拉第定律变压器工作过程中，符合法拉第定律，即在变压器的两个线圈中，电压变化的比例等于匝数变化的比例。

根据变压器的匝数比可以实现电压的升降。

3.定子与转子变压器中的初级线圈被称为定子，次级线圈被称为转子。

通过诱导电压的传输，变压器可以实现不同电压的输出，便于电力系统的有效分配与利用。

4.理想变压器模型理想变压器模型假设无能量损失，即变压器的输入功率等于输出功率。

然而，实际变压器中会存在一定的能量损耗，主要包括铁损耗和铜损耗。

四、变压器的应用领域1.电力系统变压器在电力系统中起着重要的作用，主要用于输电和配电系统中。

通过不同匝数比的变压器，可以将高压电能转换为低压电能，便于供电到不同的家庭和企业。

2.电子设备除了电力系统外，变压器还广泛应用于各种电子设备中。

例如，手机充电器中的变压器可以将交流电转换为所需的直流电来充电。

3.其他领域变压器在交通运输、工业生产和科学研究等领域也有广泛的应用。

例如，高铁和地铁的牵引系统中使用变压器来改变电压和电流的大小。

五、结论变压器是一种重要的电力设备，其结构和工作原理对于理解能源传输与分配系统至关重要。

第四章 磁路和变压器一．基本概念1、 磁路基本物理量磁感应强度(B)：表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。

单位是 ，单位符号是 基本公式：B=μH (μ表磁导率，H 表示磁场强度)2、 磁通Ф磁通Ф=BS ；磁通单位是 单位符号是3、 磁场强度磁场强度（H ）:是用来确定磁场和电流之间关系的辅助物理量。

代表磁路中单位平均长度上的磁动势。

磁动势(F):励磁电流与线圈匝数的乘积。

F=IN4.磁导率μ磁导率μ：用来衡量物质导磁能力的物理量。

单位是真空的磁导率是一常数，磁性材料的的磁导率不是一个常数。

4、 软磁材料用于制造电机、变压器等电气设备的铁芯；硬磁材料制造永久磁铁SLF μφ= 即：磁阻正比于磁路长度，而与磁导率和磁路截面积的乘积成反比。

二、变压器 具有变电压、变电流和变阻抗的作用。

1、电压变换关系式： ；电流变换关系式：阻抗变换关系式：2、电压调整率：副绕组电压随电流变化的程度。

公式：3、变压器的损耗包括：铜耗和铁耗 效率：%10022%100122e⨯++=⨯+=F CU P P P P P P P η 5、 自耦变压器特点是：副绕组是原绕组的一部分。

原副边电流电压之比分别为：6、 电流互感器电流互感器相当于升压变压器。

例：一单相变压器额定容量为50KV A ，额定电压为10000/230V 。

当此变压器向R=0.842Ω，XL=0.618Ω的负载供电时正好满载，求变压器原副绕组的额定电流和电压调整率。

例：额定容量为100KV A ，额定电压为6000/230V 的变压器，铁损耗为500W ，满载时铜耗为1400W 。

这台变压器在满载情况下向功率因数为0.8的负载供电时。

副绕组的端电压为220V ，求变压器的效率、。