第二章變壓器§2—1．變壓器的應用與結構§2—2．變壓器的基本工作原理§2—3．三相電壓的變換§2—4．特殊變壓器說明變壓器:

是利用電磁感應原理進行工作的，所以將它劃在電機的范疇內。由于它沒有轉動部件，是靜止的，因而有人稱之為“靜止電機”。

學習本章目的：——學習變壓器結構原理，平衡方程，運行特性及參數(shù)；學習三相變壓器極性和判別方法；學習自耦變壓器結構原理和互感器使用注意事項。能夠進行變壓器的基本計算。V/V連接是本章的難點。§2—1．變壓器的應用與結構變壓器的應用變壓器的種類變壓器的結構變壓器的銘牌數(shù)據(jù)變壓器的維護管理一、變壓器的應用在陸上：變壓器廣泛應用于電力傳輸、電氣控制、電氣檢測等方面。電力傳輸：升、降壓。原因減小損耗。電氣控制：提供合適的電源。電氣檢測：得到所需的信號。在船上：主要有：照明變壓器和控制變壓器。要求安全、可靠。二、變壓器的種類分類的方法：按用途、按相數(shù)、連接方式、按結構形式等分類。此外，還可按冷卻方式進行分類。按用途分：電力（包括照明）、電源、控制、儀用、特殊（電解、電焊等）。按相數(shù)分：單相、三相。按連接方式分：/、/、/、/等。按結構形式分：線圈：——筒式、盤式，鐵心：——心式、殼式。按冷卻方式分：自冷、它冷，風冷、油冷等。各種不同的分類注意：船用變壓器為B級絕緣。見——P.251.表16-1-3船用變壓器應該采用干式。組成：變壓器由鐵心和繞組組成。鐵心：構成磁路。繞組：構成電路。位置：低壓在里、在邊。繞組——按一定規(guī)律連接的線圈。變壓器的結構三、船舶變壓器的使用和管理銘牌數(shù)據(jù)主要有：Sn、U1n/U2n、I1n/I2n、fn等。額定容量Sn：注意：因為沒有氣隙，勵磁功率小，沒有機械損耗(不動)。所以總損耗小，效率高，輸出與輸入功率相差較小。因此，Sn既是輸入額定值，也是輸出額定值。三相額定電壓/電流：注意：額定值都是“線”的量。

三相功率計算：不論是三角形還是星形，“線”量與“相”量關系是電壓或電流總有一個相等，一個相差√3。所以不論是三角形還是星形其三相功率計算：用線電壓和線電流的乘積再在前面乘√3。1.銘牌維護管理：外部保持清潔和干燥，防止漏電；注意日常檢查：溫度、電流值、三相平衡情況；大修過后投入運行前應做檢查：絕緣、狀態(tài)是否良好（有無短路、斷路）。[第一節(jié)要點]：

要求（繞組位置，船用B級）；銘牌數(shù)據(jù)；冷卻方式；維護管理。2.變壓器的維護管理§2—2.變壓器的基本工作原理

本節(jié)的主要內容有三大點：變壓器的基本變換功能：電壓和磁勢平衡方程：變壓器的等效電路（補充）：——實際是歸納后的補充一、變壓器的基本變換功能變壓器原理：原邊繞組N1通入交流電，有電流流過原繞組，在磁路中產(chǎn)生交變磁通。交變磁通分別在原、副繞組感應電勢e1和e2。感應電勢公式：

E1=4.44fN1Φ1m；（4.44公式）E2=4.44fN2Φ1m。因原繞組導線電阻很小，且漏感電勢eσ1很?。ā呗┐糯怕反抛璐?，Φσ1很小），∴U1≈E1，U2=E2。根據(jù)4.44公式，空載（或副邊開路）時有：

U1

/

U2≈E1/E2=N1/N2=k

在U1相同時，選擇不同的k，就可得到不同的U2?！猭稱為變壓器的變壓比。簡稱變比。變壓原理變流原理當?2≠0，則原、副繞組產(chǎn)生磁勢的矢量和為勵磁磁勢，共同在磁路中產(chǎn)生磁通。

?0N1=?1N1+?2N2——矢量和∵?0很小，∴?1N1≈-?2N2，也就是：

?1≈-?2N2/N1

=

-?2kI，其中，k

I=

N2/N1

，稱為變壓器的變流比。阻抗變換原理變壓器帶負載后，設負載阻抗為Z。這個負載是從變壓器的副邊看的實際值，但是對于原邊變壓器的電源，它的阻抗相當于Z′。其關系為：∴變壓器具有阻抗變換作用，常用在電子線路中進行阻抗匹配。通常可令：kZ=k2，kZ稱為變壓器阻抗變比。變壓器的功能變壓器功能有四個，書上只講三個：

①.電壓變換的功能；

②.電流變換的功能；

③.阻抗變換的功能；此外（雙繞組變壓器）還有：

④.

電氣隔離的功能。電氣隔離功能，可保證必要的安全。二、電壓和磁勢平衡方程電磁物理量的正方向首先必須清楚：交流電量的方向與直流電量方向的區(qū)別：正方向只是一種參考方向，實際上是有相位差的。慣例正方向：原邊以電壓為參考，電流與電壓相同，磁通與電流符合右螺旋定則，電勢與磁通滿足電磁感應定律——注意電勢方向為：從低電位指向高電位。由于電磁感應定律中有個負號，所以變成從高電位指向低電位。副邊則以電勢為參考。電壓平衡方程原邊電壓平衡方程根據(jù)基爾霍夫電壓定律直接列出——P.14.式（2-2-6），其中：

?σ1=-j?1Xσ1

——滿足電磁感應定律繞組電勢?1不采用電抗表示是因為帶鐵心線圈的電抗為非線性的，不是常數(shù)，只有進行小范圍線性處理后才能采用電抗X1表示。小范圍線性處理：在工作點附近進行。注意：電勢此時的性質是被當作電壓降處理(電抗壓降)。磁勢平衡方程?′1是副邊電流等效到原邊時的等效電流?？梢岳斫鉃椋焊边厧ж撦d后對原邊電流的影響。注意：因為變壓器對電流的變換作用，磁勢平衡方程實際上就是電流平衡方程?！狿.14.式（2-2-8）。若令電流?′1=-（N1/N2）?2，則：?1=?0+?′1——就是電流的平衡方程。平衡方程歸納根據(jù)電路和磁路基爾霍夫定律可以得到電壓和磁勢平衡方程。原邊電壓平衡方程：ù1=(R1+jX1)?1－?1=?1Z1－?1副邊電壓平衡方程：ù2=?2－?2(R2+jX2)=?2－?2Z2磁勢平衡方程：

F0

=

F1

+

F2或?1=?0+?′1∵漏磁通的路徑是空氣，磁路不飽和?！嗦┐磐óa(chǎn)生的感應電勢大小與產(chǎn)生漏磁電流大小成正比，可用電抗與電流乘積表示：?σ1=-j?1Xσ1

和?σ2=-j?2Xσ2

。而主磁通的路徑是鐵心，磁路易飽和，通常不用電抗表示。注意：平衡方程是分析、計算變壓器的工具。變壓器負載后對原邊的影響

變壓器副邊接上負載后，副邊繞組有電流流過。負載電流是由穿過副繞組交變磁通感應副邊電勢產(chǎn)生的，根據(jù)電磁感應定律負載電流也會建立負載磁勢，具有去磁性質（阻礙穿過副邊繞組磁通變化）。

[結論]：雖然正方向已經(jīng)設定，但是負載磁勢與勵磁磁勢的實際方向相反。

∵負載磁勢具有去磁性質，為了保證磁路中的磁通不變（才能平衡電源電壓），原繞組中將增大電流（電流從I0變化到I1）。變壓器絲式工作過紫程原邊接u1后，原盟繞組有i0流過鳴，在槍鐵心占中產(chǎn)泛生Φ并與更原、嘩副繞罪組交測鏈，驚副繞押組將扎感應e2，產(chǎn)生u2。接上負此載后，至副邊繞杏組有i2流過。i2建立欲負載罵磁勢F2，對磁路生中Φ有去磁倆性質。州為了保虧證Φ不變星（才霧能平朝衡u1），原邊電權流將增現(xiàn)大（從i0變化到i1），i2越大抓，i1增加越淺多。變使壓器就鞋是這樣雕通過磁倒路磁通害將原邊繁的電能作傳輸?shù)剿迅边叾莨ぷ鞯纳?。P.1饅4.復習子與思紙考題西（2代-2猛-4漢）：副邊電董流增大撈時，副介邊磁勢稼的去磁補作用增懼大；這犧將使主對磁通出繩現(xiàn)減少桌的趨勢嫁。但主辱磁通的安這一趨腰勢，立蘋即引起水原邊電姨勢的減箱少，立銷即使其糾電流增斑加，從乎而使主穩(wěn)磁通保番持基本滅不變，懇反之亦美然（若薄副邊電應流減小嘆，原邊鍵電流也耳會減小咸）。也波就是說沒，只要角原邊電珠壓不變現(xiàn)，主磁歐通是基棕本不變伐的。正智是主磁閱通能保坊持基本需不變，獲原邊電布流才能抽隨副邊廚電流的集增減而閑增減。變壓岔器的橡等效熟電路仔(補惑充)補充的歷內容理兔解即可變壓數(shù)器的牛等效木電路株可以乞通過攻平衡攻方程鳴式得扇到，櫻設：Z為從羨變壓倘器原形邊繞窮組兩暈端看央到的類整個已等效艇阻抗。|Z|=喜U1/I1，∵U1=I1Z1+E1，∴|Z窯|=找(I1Z1+E1)/蹄I1=Z1+E1/I1，∵I1=I0+I1′，∴|Z|選=Z1+E1/(I0+I1′)=棉Z1+1/殼(I0/E1+I1′/E1)；令：Zm=E1/I0為勵磁阻帥抗，∵E1=k沫E2，數(shù)值上I1′=I2/k,所以：E1/I1′=kE2/I1′=E2/I2=U2/I2+Z2=ZL+Z2。因此，Z=析Z1+1/筆[1/腔Zm+1齡/(匆ZL+Z2)]閉=Z1+Zm//(爐ZL+Z2)。這就墳是“民變壓臉器的包等效掩電路壩”跟。觀看電艷路圖繼續(xù)陸其它初內容采用釋電路蠢圖表繭示為兆：變壓槍器的拍等效蛛電路濁變換辯過程|Z|撐=U1/I1,U1=I1Z1+E1,|樹Z|=豆(I1Z1+E1)/博I1=Z1+E1/I1,I1=I0+I1′,E1/I0=Zm,E1/I1=1抱/(胖I0/E1+I1′/E1),E1/I1′=E2/I2=U2/I2+Z2=ZL+Z2,赴E2=U2+I2Z2,U2/I2=ZL返回說劑明繼續(xù)等效電忠路的種孟類：T形等忠效電侮路Γ形近似1.T形等鉤效電飄路：比較精寬確，但摘運算較愛復雜，萬形狀象T。2.Γ形等效游電路：運算較往簡單，渴但較不閑精確，訓形狀象Γ。3.近似嬸等效誰電路淡：運算最膽為簡單刑，但也艙是最不僅精確的鋒，主要烈用來估隊算變壓劫器的參漿數(shù)及定鍵性分析謀變壓器吧。[第恐二節(jié)睡要點追]：工作原王理；作憲用（變丟壓、流適、阻抗與和隔離語）；平乎衡方程償?！?—捎3.三相電耽壓的變佩換本節(jié)共的主梨要內刃容有妙三大喉點：變壓筍器繞技組的所極性耳：三相變羞壓器的吵連接：變壓睛器的選運行停：變壓器唇的極性覽：——陪介紹極算性正確咳連接的乓意義，效及如何揭判斷。三相堪變壓脆器的花連接豪：——孤介艇紹三挺相連墊接的蘇種類徑和電遣量的鄭相位浴關系橋。V/貝V連接是熄一種特噴殊的連潛接方式物，是船調用照明挺變壓器冠的一種禽應急工巨作方式壯。變壓勝器的倒運行蔽：——勸介靜紹變喊壓器拘的主析要運再行特源性。一、濕變壓皇器繞響組的舞極性概念叫：所謂極望性是指蠶不同繞獵組工作恥時其端部的臣相位關騎系。相姻位相筋同的演端稱寸為同誤極性豬端，蟻或同氣名端羅；相池位相柏反的耗端稱完為異楚極性礦端，找或異巧名端恒。要求：兩個傷以上徒繞組瓜的變鑰壓器追，連紅接（戴并聯(lián)確運行椒）時彩都應偉該按抽照正超確極羽性進絕行連購接。極性騾錯誤胡的危對害：——龜一礎般將牙造成磨短路巷。從仰而燒拌毀變嫌壓器回。極性接患錯的危雞害串聯(lián)連襯接并聯(lián)吃連接串聯(lián)短煮路并聯(lián)雹短路將兩推個線芒圈反手向串搏聯(lián)或駝者并悉聯(lián)，興如果貢兩個鈔線圈編的匝幼數(shù)相書等，勢接上淚電源怠后，控在鐵全心磁腳路中詢產(chǎn)生囑的磁蔽通大歸小相劣等方葵向相勵反，熊總體早磁通Φ=幣0。因此兩格個線圈界不會感浪應電勢鴿，電源挪電壓在壁沒有電濾勢平衡嘉的情況序下，將妖造成短瓦路。極性得與線慨圈的岔繞向塔有關筋，但規(guī)一臺心造好顏的變盈壓器牧，線殼圈外揉面包搞有絕莊緣層唉，實航際使表用時久不可具能拆頂開絕抄緣層區(qū)來查計看其體繞向伯。為栽此，滑就必杜須采椅用記槳號來冤表示告。當兩光個線關圈在覺1和險3兩明端通炒入同編相位芽的電哀流時滾，在歐鐵心草中各拌自產(chǎn)赤生的行磁通種相位已相同妻，感歉應的傻電勢坑的相倆位也端一樣麻。這繞兩個貪線圈瞞的極爽性，市稱1威、3威為“同名端”或既者“同極性儲端”。穩(wěn)并用絹“?”或“”國作為度標記惑。因呢此，延線圈引1、縮慧2和窩線圈妻3、慰4，錫在電高氣原閘理圖椒上就峰不需馬要再抓畫出袋鐵心甲了。兩個澆線圈澡中有尖兩個攻端子顯為同滾名端群，則它另外炒兩個厲端子目之間居也是軟同名漆端；櫻而1嫂-4鈔或2慕-3瞇則稱勤為“異名端”或“異極性攝端”。所切以說，線圈同巧名端的妙標記不豆是唯一外的。極性的史標記同名嗽端的曠判別(交流點法)主要粗判別銷方法虎有：交流法和直流法。交流法：交流法絕接線如獅右圖所震示。電墨壓表兩今端電壓V售=棵U1－U2。若1、嚷3為同藥名端，粗因為U1、U2同相位圈，則V＜耽U1；若1鹿、3凈為異育名端董，因熟為U1、U2反向，惹則V喇＞U1。直流月法：直流法尊接線如鑰右圖所暈示。若1、希3為同垂名端，朝開關S閉合奔時，詠毫安則表正桐偏；森若為染異名尼端，背則反掠偏。同名他端的躲判別(直流法)注意：S斷開搖時，頃1-暮2之嬸間可綁能感奏應較登高的陣電壓坡。二、三提相變壓維器的連星接連接貨方法：星形遣或三攝角形視，即服：Yy,彎Yd漆,D里y和Dd變。連接責組別州：——浩連接組鄭別的表憶示法了狐解即可不同且的連葡接副完繞組穴電勢沈相位渡不同要,蒜副繞唯組與涂原繞叫組相呼位上蓄的不妙同關耗系可紛用連言接組徹別表像示。連接滔組別詞以“棒時鐘搏表示豪法”府表示歲。時鐘井表示對法：年——順分岔針為謹原繞強組線侍電勢EAB向量委，時顆針為靈副繞廳組線太電勢Eab向量。Y/房誠y連接：Y/價d連接：連接組公別是用狠來表示蜓三/單箱相變壓柳器連接顏的標準窩形式的波，原副真邊連接銜符號之知間用“尖/”號辱隔開，京然后用嗚“-”法號引出哥表示原掘副邊線誰電勢的省相位角輸?shù)摹皶r搬鐘點數(shù)砌”。長哀針，即口分針表夾示原邊類線電勢檢相量—拜—恒為翼“12毀”的位加置；短租針，即測時針表非示副邊衫線電勢Eab位置痕。如交：Y/d元-11表示，供副邊線白電勢Eab滯后原構邊線電距勢EAB30度電恨角度擁。連接毒組別映說明圾（了解即合可）船用掌照明燈變壓岔器及V/V連接船用苦照明舅變壓畢器：船舶豆照明更變壓慌器是重要的輝設備，有尚兩種斤配置劍方案礎：1.兩臺三副相變壓爆器：—剃—現(xiàn)互為旅備用羞。2.三臺單潛相變壓浪器：—供—崗組成斬△/冠△連順接的震三相那組式肅變壓夠器。殺應急未時可貪由兩匪臺單捐相變境壓器奪連接賀成V/V連接繼刑續(xù)使用叫。注意：必須世是三替相組鈔式(良三臺死單相躬)變準壓器悉，變味壓器白三相橫的磁沿路才限是獨冊立的芝，才喪不會喂相互甲影響量。V/V連接時渣容量的冷計算：每臺單恒相變壓掌器電流靠額定值偵不能超摸過。設，單價相變壓規(guī)器額定腫值：I2n、U2n。V圾/V連接兼最大填容量喇為SVL，則△和V連接欲容量勁分別淘為：Sn=√3瘡×U2△I2△=3U2nI2nSVL=√柔3×坑U2I2=√散3×屬U2nI2n因此，V/氧V連接宋容量孫是△連軌接時蕩容量拍的1尺/√3：SVL/Sn=1/√3利用揭系數(shù)：SVL/SVn=√3沸/2V/V連接三、察變壓污器的唉運行歡特性運行經(jīng)特性是維遠護管機理變粥壓器撫的主要闖依據(jù)，是變痛壓器性能的一北種體紅現(xiàn)。變壓盒器的鼓運行憂特性粥主要絡有：1.外亂特性：——作為電斧源都需臂要考察晨的重要址特性。2.坊效率銀特性鐘外特敵性：外特性(條件扶)：cosφ2不變，U2=f(屯I2)。是一條收下降的州曲線。co航sφ2變化論，i2的去磁程怨度不同喚，外特宗性形狀邀也不同冒。下降原因：阻抗團(主要兩是電抗鞭)壓降秒。電壓變接化率：△u2%，是作訂為電源評的重邁要指溝標?！鱱2%的計彩算公筑式：——書P.艘17式(丘2-蜻3-哭3)拘。恒壓才源都印需要賽考察這外特鞠性，蛛都以口電壓掉變化曬率作堪為其張性能蟻指標炒。效率揭特性：效率特裕性(條緒件)：co星sφ2不變，η2=f(斤P2)。∵沒有踐機械討損耗狀，∴稼變壓觀器的效率比鉛較高。鐵損等崗于銅損(6辨0%邪～8唯0%P2n)時效率最跨高。一般望變壓勝器或舟電機享，都講有鐵冬損等腰于銅鎮(zhèn)損時籮效率弓最高爹。電機的殃效率特乳性的形講狀基本狹相同。要求：基本條頸件：1.不應有售環(huán)流；2.按容擺量比寄例分陽配負波荷。1.原副睛邊額記定電勵壓分丹別相歇等；2.連接組燦別相同躁；3.具有相紛同的阻皂抗標幺滔值。變壓摘器的見并聯(lián)固運行[注風意]：書P.1猜8遺漏在，應楊該補錘上“標幺值”三個拿字?！?—爬4．特根殊變各壓器本節(jié)召的主戶要內閥容有焦兩大御點：自耦帖變壓腎器：儀用滅互感繁器：主要淡掌握上結構并原理壤。主要掌摘握使用路注意事澡項。一、自瓜耦變壓蹦器結構：一個杰有中曉間抽蓬頭的挪繞組私，繞離組的艙兩個威端子奴接電疫源作鋪為原嫂邊，看中間覺抽頭斧和其奪中一佳個端閑子作打為副蹤蝶邊，磚如圖炎所示效。總嘩匝數(shù)N1，副邊梁匝數(shù)N2?！白择顫櫋薄蜃孕厚钹l(xiāng)豐合，捎即有磁耦合，佳也有電的直逝接耦這合。原理：原理：原邊獲接電趣源繞薯組有份電流I1流進蟲繞組臉，一鬼部分燈電流I2通過中艱間抽頭談流出經(jīng)煉過負載料，另一恰部分電紡流I則通偷過公泄共部父分。肆鐵心竿中將潔產(chǎn)生盯磁通來，并朗在線蘇圈繞泛組上搬感應涌電勢翼，由類于感貧應電牌勢正少比于矛繞組譯的匝石數(shù)，稼其它宋情況宇與雙氏繞組賽變壓驗器相何似。用途：用在籮變比k接近于炊1的場屈合。變否比越接罵近于1今，公共線部分的江電流I就越小仔?！叽蠛糠制咫娏魇笾苯友?jīng)過仇中間朝抽頭征輸出冒。[注意]：自笛耦變壓藍器沒有截電氣妨隔離顫作用。二、儀把用互感券器種類與權用途：用途：用來建測量伴交流泰電壓凱和電舉流。將高電貸壓或大華電流變凳換成低邪電壓或光小電流漿。種類：電壓互判感器和兵電流互膨感器兩財種。原理：電壓根互感瓣器：相當羅于工土作在籠