第二章 变压器的类型和基本结构

变压器基本结构变压器是一种将电能从一个电路转移到另一个电路的电气设备。

变压器是交流电能系统的重要组成部分，广泛应用于电力系统、通信系统、计算机、家用电器、工业控制等领域。

在实际应用中，变压器承担着很重要的任务，它们将一种电压水平转换为另一种电压水平，以便适应不同的负荷要求。

在变压器的工作过程中，电能通过电磁感应传递，在转换电压的同时，还能隔离输入和输出电路，从而保证了电气安全。

本文将介绍变压器的基本结构。

1. 磁路结构变压器的磁路结构包括环形磁心和铁芯。

磁心是由硅钢片组成的环形结构，用于传递磁场。

铁芯是由铁磁材料制成的绕组固定支架，其作用是支撑磁心。

铁芯和磁心的组合形成了变压器的磁路，同时也决定了变压器的功率和性能。

2. 主绕组和副绕组变压器的主绕组和副绕组由导线绕制而成。

主绕组通常是高电压侧或输入侧的绕组，副绕组通常是低电压侧或输出侧的绕组。

主绕组和副绕组之间通过磁路耦合相互作用。

3. 绝缘结构为了保证变压器的安全可靠，主绕组和副绕组之间需要有绝缘结构来隔离它们。

通常采用油浸式绝缘，也就是用绝缘油将绕组包围起来。

绝缘油既能隔离绕组，又能冷却变压器。

4. 冷却结构变压器在工作过程中会发热，需要采取有效的冷却措施进行散热。

变压器的冷却结构包括自然冷却和强制冷却两种形式。

自然冷却是利用空气流动进行散热，强制冷却则是通过外部冷却器或风扇来强制散热。

5. 外壳结构为了保护变压器内部结构，并且防止操作人员触电，变压器还需要外壳结构进行保护，常用的材料有钢板、铝板等。

外壳还包括观察窗、跳闸机构等设备。

总之，变压器是一种非常重要的电气设备，广泛应用于工业和民用领域。

其基本结构包括磁路结构、主绕组和副绕组、绝缘结构、冷却结构和外壳结构等部分。

变压器的性能和功率主要取决于磁心、绕组和绝缘结构的质量和设计。

第二章：变压器主要内容：变压器的工作原理，运行特性，基本方程式等效电路相量土，变压器的并联运行及三相变压器的特有问题。

2-1变压器的工作原理本节以普通双绕组变压器为例介绍变压器的工作原理，基本结构和额定值。

一、 基本结构变压器的主要部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。

除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道等部件。

主要介绍铁心和绕组的结构。

1、铁心变压器的铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架。

铁心分：心柱：心柱上套装有绕组。

铁轭：形成闭合磁路为了减少铁心损耗，通常采用含硅量较高，厚度为0.33mm 表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。

铁心结构的基本形式分心式和壳式两种心式：铁轭靠着绕组的顶面和底面。

而不包围绕组侧面，见图2-2特结构较为简单，绕组的装配及绝缘也较为容易，所以国产变压器大多采用心式结构。

（电力变压器常采用的结构）壳式：铁轭不仅包围顶面和底面，也包围绕组的侧面。

见图2-3，这种结构机械强度较好，但制造工艺复杂，用材料较多。

铁心的叠装分为对接和叠接两种对接：将心柱和铁轭分别叠装和夹紧，然后再把它们拼在一起。

工艺简单。

迭接：把心柱和铁轭一层一层的交错重叠，工艺复杂。

由于叠接式铁心使叠片接缝错开，减小接缝处的气隙，从而减小了励磁电流，同时这种结构夹紧装置简单经济可靠性高，多采用叠接式。

缺点：工艺上费时2、绕组绕组是变压器的电路部分，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。

接入电能的一端称为原绕组（或一次绕组）输出电能的一端称为付绕组（或二次绕组）一、二次绕组中电压高的一端称高电压绕组，低的一端称低电压绕组高压绕组匝数多，导线细；低压绕组匝数少，导线粗。

因为不计铁心的损耗，根据能量的守恒原理S I U I U ==2211 （s 原付绕组的视在功率）电压高的一端电流小所以导线细从高低压绕组的相对位置来看，变压器绕组可以分为同心式和交叠式两类同心式：高低压绕组同心的套在铁心柱上。

第二篇变压器第一章电力变压器变压器是一种静止电器，它利用电磁感应原理，把一种电压、电流的交流电能，变换为同频率的另一种电压、电流的交流电能。

变压器的种类有许多，这里主要讲述在电力系统中作为输、配电用的电力变压器。

并结合我厂变压器的配置和使用情况，主要介绍变压器的基本工作原理、基本结构、试验、投运、停运及事故处理等一些情况。

第一节基本工作原理变压器基本工作原理可用下图说明：变压器是应用电磁感应原理来进行能量转换的，其结构部分主要是两个（或两个以上）互相绝缘，且匝数不等的绕组，套装在一个由良好导磁材料制成的闭合铁芯上；两个绕组之间通过磁场而耦合，但在电的方面没有直接联系（自耦变除外），能量的转换以磁场作媒介。

在两个绕组中，一个绕组接入交流电源，另一个绕组接负载。

接入交流电源的绕组称为原绕组，也称原边或一次侧；接负载的绕组，称为副绕组，也称副边或二次侧绕组。

当原绕组接入交流电源时，原绕组中将流过交流电流，并在闭合铁芯中产生交变磁通，其频率与电源频率相同。

闭合铁芯中的磁通同时交链原、副绕组，根据电磁感应定律，原、副绕组中分别感应出相同频率的电动势。

副绕组内感应出电动势，便向负载供电，实现了电能的传递。

原、副绕组中感应电动势的大小正比于各自的匝数，同时也近似等于各自侧的电压，只要原、副绕组匝数不等，便可使原、副边具有不同的电动势和电压，变压器就是利用原、副绕组匝数不等实现变压的。

变压器在传递电能的过程中，原、副边的电功率基本相等。

当两侧电压不等时，两侧电流势必不等，高压侧电流小，低压侧的电流大，故变压器在改变电压的同时，也改变了电流。

概括地说，变压器利用电磁感应原理，借助具有不同匝数的原、副绕组之间的磁耦合作用，从而改变原、副边的电流、电压的大小，而不改变频率，以实现交流电能传递的目的。

第二节变压器的型号及其技术数据每台变压器都在醒目位置上设有一个铭牌，上面标明了变压器的型号和额定值。

所谓额定值，是指制造厂按照国家标准，对变压器正常使用时有关参数所做的限额规定。

变压器与电感器设计手册第一章：引言变压器与电感器是电气工程中常见的电气设备，广泛应用于电力系统、电子电路、工业控制等领域。

本手册将介绍变压器与电感器的基本原理、设计方法以及常见的应用场景，帮助读者更好地理解和应用这些设备。

第二章：变压器原理与类型2.1变压器原理变压器是一种通过电磁感应原理将输入电压转换成输出电压的设备。

根据电磁绕组的连接方式，变压器可分为单相变压器和三相变压器两种类型。

本节将详细介绍变压器的工作原理和基本结构。

2.2变压器类型根据变压器的用途和工作方式，可以将其分为配电变压器、功率变压器、隔离变压器等不同类型。

每种类型的变压器在实际应用中都有其独特的特点和设计要求。

本节将对各种类型的变压器进行详细介绍，并分析它们的特点和适用场景。

第三章：变压器设计3.1变压器设计流程变压器的设计包括初步设计、计算和仿真验证、样机制造和性能测试等多个阶段。

本节将介绍变压器设计的一般流程，并结合实例详细说明每个阶段的具体内容和要点。

3.2变压器设计参数变压器的设计参数包括额定功率、额定电压、短路阻抗等多个方面。

这些参数的选择对变压器的性能和成本都有重要影响。

本节将详细分析各种设计参数的影响和选择原则，帮助读者更好地进行变压器设计。

3.3变压器材料和制造工艺变压器的性能不仅与设计参数相关，还和材料选择和制造工艺密切相关。

本节将介绍变压器常用的材料和制造工艺，并分析它们在设计中的影响和选择原则。

第四章：电感器原理与应用4.1电感器原理电感器是一种利用电磁感应原理来储存能量的电气设备。

它在电路中常用于滤波、谐振、限流等方面。

本节将详细介绍电感器的工作原理和基本结构。

4.2电感器应用电感器在电子电路中有广泛的应用，例如振荡电路、滤波电路、功率补偿电路等。

本节将对电感器的各种应用场景进行介绍，并分析它们的特点和设计要求。

第五章：电感器设计5.1电感器参数计算电感器的设计参数包括感值、电流、损耗等多个方面。

这些参数的选择对电感器的性能和成本都有重要影响。

变压器的基本结构和工作原理
变压器是一种电气设备，用于调整交流电压的大小。

它通过电磁感应的原理工作，将输入的电压转化为输出的电压。

以下是变压器的基本结构和工作原理：基本结构：
铁芯：变压器的核心是由硅钢片制成的铁芯，用于提高电磁感应的效果。

铁芯可以分为两种类型：扁平型（方型）和圆形型。

绕组：变压器包含两个或多个绕组，它们分别称为初级绕组和次级绕组。

初级绕组是连接到电源的绕组，次级绕组是连接到负载的绕组。

油箱和绝缘油：大多数变压器都安装在一个密封的金属油箱中，油箱内填充了绝缘油。

绝缘油不仅提供了绝缘性能，还有助于冷却变压器。

工作原理：
电磁感应：当在初级绕组中通过电流时，产生的磁场通过铁芯传导到次级绕组，从而在次级绕组中产生感应电动势。

根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量的变化率成正比。

变压器方程：根据变压器方程，初级电压（V1）与次级电压（V2）的关系与它们在变压器中的绕组匝数（N1和N2）的比例成正比。

理想变压器：在理想变压器中，假设没有能量损耗，电压和电流的关系可以通过变压器方程完美描述。

然而，在实际中，存在一些损耗，如铁芯损耗和铜损耗。

损耗：
铁芯损耗：由于铁芯中的磁通在交变电压下不断翻转，导致铁芯发热，产生铁芯损耗。

铜损耗：由于绕组中的电流通过导线时产生的电阻，导致导线发热，产生铜损耗。

总体而言，变压器是一种高效且常见的电力设备，用于在电能输送和分配系统中实现不同电压水平的转换。

变压器知识点总结大学1. 变压器概念及原理变压器是一种电气设备，它可以通过电磁感应的原理来改变交流电的电压。

变压器由两个或两个以上的线圈构成，其中每个线圈都包裹在铁芯上。

当一个线圈通过交流电流时，它会在铁芯中产生一个交变磁场，从而诱导出在另一个线圈中的电压。

变压器的原理是基于法拉第电磁感应定律。

当一个导体在磁场中运动时，就会在导体两端产生电动势。

在变压器中，当一个线圈的电流改变时，它就会在另一个线圈中诱导出电压。

这种原理使得变压器能够实现电压的改变。

2. 变压器的结构变压器一般由铁芯和线圈组成。

铁芯通常是用硅钢片或铁氧体制成，这样可以降低铁芯的磁滞和涡流损耗。

变压器的线圈一般分为初级线圈和次级线圈，它们分别连接在输入电源和输出负载上。

变压器的结构还包括绝缘材料、冷却系统和外壳。

绝缘材料用于隔离线圈和铁芯，以及在防止电火灾和短路故障中起到重要的作用。

冷却系统是为了保持变压器的正常工作温度，通常采用的方法是通过散热器或冷却油来散发热量。

外壳则用于保护变压器的内部元件，并且防止接触到高压部件。

3. 变压器的类型根据用途和结构的不同，变压器可以分为多种类型。

常见的变压器类型包括：- 力率变压器：用于改变电力系统中的电压和功率，通常用于变电站和工业用电场合。

- 隔离变压器：用于隔离输入和输出电路之间的电气隔离，以保护负载和人员安全。

- 自耦变压器：在一根铁芯上包绕有两个线圈，通过改变接点来实现不同的输出电压。

- 调压变压器：用于在输入变压比例和输出电压之间调节电压。

- 分接头变压器：在次级线圈上设置多个分接头，以实现不同的输出电压。

- 特种变压器：如电焊变压器、火花线圈变压器等，根据具体用途进行设计。

4. 变压器的工作原理变压器的工作原理是基于电磁感应定律和磁耦合的原理。

当一个变压器的初级线圈接通交流电流时，它会在铁芯中产生一个交变磁场。

这个交变磁场会诱导次级线圈中的电压，从而实现电压的改变。

变压器的工作原理还包括磁耦合和电耦合。

变压器的类型和结构一、类型除了按以上用途分类外，变压器还可以按相数、绕组数目、铁心形式、冷却方式等特征分类。

按相数分：单相、三相、多相变压器等按绕组分：双绕组、自耦、三绕组、多绕组变压器铁心形式：心式、壳式变压器冷却方式：干式、油浸式变压器等二、结构(电力变压器)变压器主要部件是绕组和铁心(器身)。

绕组是变压器的电路，铁心是变压器的磁路。

二者构成变压器的核心即电磁部分。

除了电磁部分，还有油箱、冷却装置、绝缘套管、调压和保护装置等部件。

(1)铁心型式：心式变压器(结构简单工艺简单应用广泛)；壳式变压器(用在小容量变压器和电炉变压器)。

材料：一般由0.35mm或0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。

铁心交叠：相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。

偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。

铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变压器做成阶梯形。

容量大则级数多。

叠片间留有间隙作为油道(纵向或横向)。

（纵向油道见图）(2)绕组一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。

绕组套装在变压器铁心柱上，一般低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于提高绝缘性能。

(3)油、油箱、冷却及安全装置器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。

变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。

变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。

②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。

油箱有许多散热油管，以增大散热面积。

为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。

这些都是变压器的冷却装置。

1.油箱；2.储油柜；3.气体继电器；4.为安全气道。

变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。

储油柜使变压器油与空气接触面变小，减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。

从而减缓了油的变质。

故障时,热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发出报警信号或切断电源。

变压器原理基本结构变压器（Transformer）是一种利用电磁感应原理来进行电压变换的电器设备。

它由铁芯和线圈组成。

基本结构主要包括铁芯、一次线圈和二次线圈。

1.铁芯：变压器的主要部分是铁芯，它通常采用硅钢片或镍铁合金制成。

铁芯起到集中磁感应线圈的作用，提高磁链的传递效率。

铁芯采用叠压的形式，使得磁场更加集中，并且减小了磁通的损耗。

2.一次线圈：变压器的一次线圈是接在输入端的线圈，也称为“原线圈”或“低压线圈”。

一次线圈由导线绕制而成，其绕制匝数较少。

一次线圈的主要作用是提供输入的电流，产生磁场。

3.二次线圈：变压器的二次线圈是接在输出端的线圈，也称为“副线圈”或“高压线圈”。

二次线圈由导线绕制而成，其绕制匝数较多。

二次线圈的主要作用是输送输出的电流，接收通过铁芯传递过来的磁场。

整个变压器的工作原理基于电磁感应定律。

当交流电流通过一次线圈时，产生的磁场会穿过铁芯，然后再穿过二次线圈。

这个过程中，磁场的变化会导致在二次线圈中产生感应电动势，从而引发电流的流动。

变压器的工作原理可以归纳为以下几个步骤：1.步骤一：当输入的交流电压施加在一次线圈上时，线圈中的电流开始流动。

由于交流电的特性，电流的方向和大小都会不断改变。

2.步骤二：一次线圈中的交流电流产生的磁场通过铁芯传导。

铁芯会集中磁感应线圈，使得磁通更加密集。

3.步骤三：通过铁芯集中的磁通穿过二次线圈，产生感应电动势。

根据电磁感应定律，当磁通的变化穿过一个线圈时，会在线圈中产生感应电动势。

感应电动势的大小取决于磁通的变化率和线圈的匝数。

4.步骤四：感应电动势引发二次线圈中的电流流动。

由于感应电动势的存在，二次线圈中会产生电流，并且电流的方向和大小也会根据输入电流的变化而改变。

通过以上的步骤，变压器实现了电压的升降。

输出电压的大小可以通过变压器的匝数比来调节，原则上，一次线圈绕制的匝数越大，就可以实现较高的输出电压。

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。

广东省高等教育自学考试电机学》课程（课程代码：02271）考试大目录I课程性质与设置目的的要求n课程内容与考核目标第一章磁路一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第二章变压器的类型和基本结构一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第三章变压器基本运行原理一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第四章三相变压器一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第五章三绕组变压器和其他用途变压器一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第六章交流绕组及其电动势和磁动势一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第七章异步电机的基本结构与运行状态一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第八章三相异步电动机的运行原理及工作特性一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第九章三相异步电动机的起动、调速和制动一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第十章三相异步电动机的异常运行一、学习目的与要求三、考核知识点四、考核要求第十二章三相同步电机的基本工作原理与结构一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第十三章三相同步发电机的电磁关系及分析方法一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第十五章同步发电机并联运行一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第十七章同步电动机一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第十八章直流电机的基本工作原理一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点第十九直流电机的电磁关系及分析方法一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求第二^一章直流电动机一、学习目的与要求二、考试内容三、考核知识点四、考核要求ID有关说明与实施要求一、本课程的性质及其在专业考试计划中的地位二、本课程考试的总体要求三、关于自学教材四、自学方法指导五、关于命题考试的若干要求附录：题型举例I课程性质与设置目的的要求电机学是广东省高等教育自学考试电气工程及其自动化专业必考的专业课，是为了培养和检验自学应考者对常用电机、变压器等的结构、工作原理、参数、运行特性及运行原理、基本知识与基本技能的理解而设置的一门基础专业课。

变压器教案引言：变压器是电力系统中常见且重要的设备之一，其主要作用是将交流电能以不同的电压传输。

在实际的电力传输和配电过程中，变压器发挥着至关重要的作用。

本教案将介绍变压器的工作原理、分类、应用以及相关的基本参数和常见故障排除方法。

一、变压器的原理1.1 工作原理变压器基于电磁感应原理工作，其主要原理是通过变换线圈的匝数比例来实现功率的变换。

当交流电通过变压器的一侧绕组时，在铁芯内产生的磁场引起另一侧绕组中的电势变化，从而实现电压的转换。

1.2 基本结构变压器由两个或多个绕组组成，常见的包括主绕组和副绕组。

主绕组接收输入电流，副绕组提供输出电流。

铁芯则起到集中磁场的作用。

二、变压器的分类2.1 按用途分类- 发电变压器：将发电厂产生的高电压电能转变为输送和分配所需的中、低电压电能。

- 运输变压器：用于电力输送的变压器，将发电站的电能输送至用电地点。

- 分配变压器：位于电力输送线路和用电设备之间，将输送过来的电能转换成适用于不同设备和用途的电压。

2.2 按冷却方式分类- 自然冷却变压器：通过空气循环进行散热。

- 强制冷却变压器：通过冷却器和风扇进行散热。

2.3 按结构分类- 干式变压器：绕组和铁芯都不浸泡在绝缘油中，常见于一些环境要求高、安全性要求高的场合，如室内供电变压器。

- 油浸式变压器：绕组和铁芯都浸泡在绝缘油中，适用于一些大型变压器。

三、变压器的应用变压器在各个领域都有广泛应用，下面列举几个常见的应用案例：- 电力输配系统：变压器用于电力传输和配电系统中，将发电厂产生的高电压转为适用于家庭和商业用电的低电压。

- 汽车工业：汽车中的点火线圈利用变压器原理将电瓶电压提升至点火所需的高电压。

- 电子设备：变压器广泛用于各种电子设备中，如电视机、电脑等。

四、变压器的基本参数4.1 额定功率额定功率是变压器设计和制造时标定的功率数值，表示变压器正常运行时能够持续输出的功率。

4.2 额定电压额定电压是指变压器正常工作时所需的输入电压和输出电压，通常以交流电的有效值表示。