《電工電子基礎(chǔ)—電工基礎(chǔ)》在線開放課程模塊五電磁鐵和變壓器主講教師吳曉鳳項目

變壓器4

變壓器工作原理4一、變壓器

變壓器是依據(jù)電磁感應(yīng)原理，能變換電壓、變換電流、變換阻抗的“靜止”電氣設(shè)備。變壓器在傳遞電能的過程中頻率不變。4常用電力變壓器二、電磁感應(yīng)原理1324a.電磁感應(yīng)b.線圈通交流電磁力線分布1324a.感應(yīng)電動勢的產(chǎn)生b.變壓器鐵芯和繞組三、變壓器的工作原理

變壓器主要由鐵芯和繞組兩個基本部分組成：一個鐵芯：提供磁通的閉合回路。

兩個繞組：一次側(cè)繞組（原邊）N1；二次側(cè)繞組（副邊）N2；當(dāng)一次繞通入交流電壓后，就有激磁電流產(chǎn)生，該電流在鐵芯中可產(chǎn)生一個交變的磁通φ。主磁通Φ在兩個繞組中分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢e1和e2。4(a)(b)變壓器圖形符號1324

1、變壓器空載運行與電壓變換

一次側(cè)接交流電壓u1，二次側(cè)開路的運行狀態(tài)稱為空載運行。

即：變壓器沒有帶負載，

i2=0(只有電勢)

（1）一次側(cè)電流i0為空載（激磁）電流，產(chǎn)生磁動勢：

F0

=i0N1叫空載磁動勢（建立磁通）

電流磁動勢磁通

1324（2）F0產(chǎn)生磁通分為兩部分以鐵芯為磁路：主磁通Φ

同時與一次繞組N1和二次繞組N2相匝鏈，分別感應(yīng)出電勢e1和e2，

是傳遞能量的主要媒介，屬于工作磁通，稱為主磁通Φ；

漏磁通

另一部分磁通只能單獨匝鏈一邊的繞組，通過變壓器油或空氣形成閉路，屬于非工作磁通，稱為一次側(cè)的漏磁通Φσ1。

注：主磁通占總磁通99%以上，漏磁通占1%以下。132（3）感應(yīng)電動勢

e1和e2的有效值分別為：

(

式中：f為交流電源的頻率，φm為主磁通的最大值。)

忽略漏磁通的影響，并且不考慮繞組上電阻的壓降時，電壓有效值滿足:1324（4）變壓作用

變壓器空載運行時，一、二次繞組上電壓的比值等于兩者匝數(shù)之比，K稱為變壓器的變比。

即：K>1——降壓變壓器；K<1——升壓變壓器。1324

2、變壓器負載運行與電流變換一次側(cè)接交流電壓u1，二次側(cè)接上負載Z，這種運行狀態(tài)稱為負載運行。

（1）變壓器的功率損耗忽略不計時，其輸出功率等于輸入功率，符合能量守恒定律，通常采用高壓輸電。

1324

（2）電流變換

電流有效值滿足：

其中：1/k稱為變壓器的變流比。變壓器在電壓變換的同時也進行電流變換；

電壓比與電流比互為倒數(shù)；即：匝數(shù)多的繞組電壓高，電流??；匝數(shù)少的繞組電壓低，電流大。

1324

3、變壓器阻抗變換

一次側(cè)接交流電壓u1，二次側(cè)接負載Z，藍色虛線框內(nèi)的電路可等效為另一個阻抗Z1，忽略變壓器的漏磁和損耗時，等效阻抗為：

(式中：

為二次繞組的負載阻抗)