1、電機與應用、電機與應用、模塊-變壓器、湖南鐵路職業(yè)學院精品課程，本章主要內(nèi)容，1.1變壓器應用1.2變壓器基本結(jié)構(gòu)1.3單相變壓器工作原理1.4變壓器參數(shù)測量1.5變壓器運行特性1.6特種變壓器1.1變壓器應用1.1變壓器在電力系統(tǒng)中的應用1.1變壓器的應用1.1變壓器在日常生活中的應用1.1.2變壓器的應用(a)萬能旅行充電器(b)線路充電器(c)筆記本電腦DC穩(wěn)壓電源， 1.2變壓器、變壓器、鐵芯、繞組、鐵芯柱的基本結(jié)構(gòu)：繞組套在柱上，鐵軛：連接鐵芯形成閉合磁路，初級繞組和輔助繞組。 鐵芯，1.2變壓器的基本結(jié)構(gòu)，(a)鐵芯變壓器，(b)外殼變壓器，1.2變壓器的基本結(jié)構(gòu)，繞組，(a)同心

2、繞組，(b)重疊繞組，1.3變壓器的工作原理，1。變壓器的基本工作原理，當電壓U1施加到初級繞組時，電流I1流過初級側(cè)，并在鐵芯中產(chǎn)生與U1相同的頻率。主磁通鏈同時圍繞初級和次級繞組。根據(jù)電磁感應定律，感應電勢E1和E2將在初級和次級繞組中產(chǎn)生，次級側(cè)將在E2的作用下產(chǎn)生負載電流I2，負載電流I2將向負載輸出電能。根據(jù)電磁感應定律，如果忽略繞組的內(nèi)阻和漏磁通，初級繞組和次級繞組的端電壓約為：2。變壓器空載運行，又稱空載運行，是指一次側(cè)有電源電壓，二次側(cè)開路的運行狀態(tài)。變壓器的負載運行是指一次側(cè)接電源，二次側(cè)接負載zL的工作狀態(tài)。如下圖所示，此時負載電流I2流經(jīng)二次側(cè)，一次側(cè)電流為I1，各量的正

3、方向與空載運行時相同。負載運行時的電、磁關(guān)系，以及負載運行時的磁勢平衡方程，可以得到：一次負載電流由兩部分組成：一部分是勵磁元件0，用于在負載運行時產(chǎn)生主磁通，基本不隨負載變化；另一部分是負載分量-2/k，用于抵消二次電流2對主磁通的影響，它隨負載而變化。由于01，當忽略時，一次和二次電流之間的關(guān)系為：或表示為：有效值。上述公式表明，當負載運行時，一次電流和二次電流與其匝數(shù)成反比，表明變壓器可以改變電流和電壓。1.4變壓器參數(shù)測試，1。變壓器空載試驗，說明：為方便測量和安全起見，空載試驗一般在二次側(cè)進行，即電壓U2N施加在低壓繞組ax上，高壓繞組AX開路，測量電壓U2、空載電流I20、輸入功率

4、P0和開路電壓U10。由于變壓器空載時沒有功率輸出，所有輸入功率都在變壓器中消耗，即鐵芯損耗pFe和空載銅損耗I202r2之和，但空載電流I20非常小，因此空載銅損耗可以忽略不計。P0pFe=I202rm。根據(jù)實測空載實驗數(shù)據(jù)，可以計算出單相變壓器的參數(shù)：比值為：空載阻抗：空載電阻：其中，實驗表明：因為可以認為：勵磁阻抗：勵磁電阻：勵磁電抗：2。變壓器短路實驗表明，變壓器短路實驗一般在高壓側(cè)進行，即一次側(cè)通電，二次側(cè)短路。實驗中，變壓器的高壓繞組與自耦變壓器相連，自耦變壓器的輸出電壓從零開始緩慢上升，直至短路電流為額定電流，記錄初級側(cè)的短路電壓Uk、電流I1和輸入功率Pk的數(shù)據(jù)。在實驗中，施加

5、在初級側(cè)的電壓非常低，主磁通比正常運行時小得多，與銅損耗pCu相比，鐵芯損耗pFe可以忽略不計，而sh注：75短路阻抗為：對于三相變壓器，應注意用相位值計算，得到的參數(shù)也是各相位值。如果你想把一次側(cè)參數(shù)和二次側(cè)參數(shù)分開，你可以大致這樣想：r1r2；x1x2z1z2 .1.5變壓器的運行特性，變壓器的運行特性包括外部特性U2=(I2)和效率特性=(I2)，而變壓器的主要性能指標是電壓變化率。1.電壓變化率和外部特性變壓器的外部特性是指當U1=U1N和cos2=常數(shù)時，二次端電壓隨負載電流變化的規(guī)律，即U2=(I2)曲線。由于變壓器中存在泄漏阻抗，當有負載電流時，會有壓降，輸出電壓會隨著負載電流的

6、變化而變化，其變化規(guī)律與負載的性質(zhì)有關(guān)。電壓變化率，為了表征電壓隨負載電流變化的程度，可以用電壓變化率U*來表示。電壓變化率是指將額定電壓加到一次側(cè)，在一定功率因數(shù)下，二次側(cè)空載電壓與額定負載之差與二次側(cè)額定電壓之比用百分比表示，即電壓變化率反映了變壓器電壓的穩(wěn)定性，是一項重要的性能指標。1.6專用變壓器、1.6.1變壓器-電壓互感器、(a)油浸式電壓互感器、(b)測量電壓互感器、電壓互感器接線圖、1.6專用變壓器、1.6.1互感器-電流互感器、(a)穿墻全封閉電流互感器、1.6專用變壓器和1.6.1互感器1.6專用變壓器、1.6.1互感器-電流互感器、(c)精密微型電流互感器、電流互感器接線圖、1.6專用變壓器、1.6.2自耦變壓器，其輔助繞組是自耦變壓器有單相和三相、升壓和降壓。從圖中可以看出，ax是N1匝的初級繞組，AX是N2匝的次級繞組，次級繞組也是初級繞組的一部分，稱為普通繞組，Aa繞組稱為串聯(lián)繞組。當忽略激勵電流時，可以得到：上述公式表明電流1和2的實際方向相反。根據(jù)基爾霍夫電流定律，公共繞組ax中的