变压器的应用、结构和基本工作原理课件.ppt

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1、第二节变压器的基本结构及工作原理论变压器是一种静止电机，它通过线圈间的电磁感应，将一种形式的电信号（或电能）转换成同频率的另一种形式的电信号（或电能）。1.变压器的用途简介在自动控制系统中常用的变压器有小功率电源变压器和作为信号传递的信号变压器：脉冲变压器、输入输出变压器等。在电力系统中用的变压器是作为电能之间的转换，为电力变压器。在控制系统中用的变压器的容量小，多为不超过几千伏安的单相变压器；电力变压器的容量大，为几千伏安以上。本章已自动控制系统中用的单相变压器为例介绍变压器的基本理论。水电站主变压器在运输途中2.变压器的基本工作原理变

2、压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。1、构造示意图(1)闭合铁芯(绝缘硅钢片叠合而成)(2)原线圈(初级线圈)其匝数用n1表示与交变电源相连(3)副线圈(次级线圈)其匝数用n2表示与负载相连(4)输入电压U1输出电压U2原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2∽——互感现象变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了：电能→磁场能→电能转化(U1、I1)(变化的磁场)(U2、I2)变压器的工作原理原线圈副

3、线圈铁芯U1U2n1n2∽0ett1t2t3t4理解：（1）互感现象：在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫做互感现象．（2）互感现象是变压器工作的基础．变压器通过闭合铁芯，利用互感现象实现了电能到磁场能再到电能的转化．（3）变压器只能工作在交流电路．如果变压器接入直流电路，在铁芯中不会产生交变的磁通量，没有互感现象出现，所以变压器仅工作于交流电路．理想变压器如果在能量转化的过程中能量损失很小，能够略去原、副线圈的电阻，以及各种电磁能量损失，这样的变压器我们称之为理想变压器.这是物理学中又一种理想化模型。原、副线圈中通

4、过的磁通量始终相同(无漏磁),因此产生的感应电动势分别是：若不考虑原副线圈的内阻有U1=E1U2=E2理想变压器的电压规律I1U2U1n1n2I2R~原线圈副线圈铁芯U1U2n1n2∽变压器的变压比返回上一页下一页变压器一、二次绕组电压之比称为变压器的变压比。也等于一、二次绕组的匝数之比。变压器的电流比（负载运行）变压器在传递功率的过程中，损耗很小，在理想的情况下，一次绕组和二次绕组（原副线圈）的功率是相等的P入=P出无磁损无铜损无铁损理想变压器的特点：理想变压器模型——没有能量损失的变压器实际上变压器的效率都是比较高的，特别是电力设备中

5、的巨大变压器，在满负荷工作时效率可以达到97%～99%，所以理论研究时我们把它当成100%（理想变压器）是没有问题的。理想变压器也是一个理想化模型。PCu叫铜损，是电流在原副线圈电阴上的损耗。当负载发生变化时，原副线圈的电流也随之变化，电损也随之变化，因此，铜损又叫可就损耗。PFe叫铁损，是在原副线圈铁芯产生的磁滞和涡流的损耗。铁损基本上是保持不变的，因此铁损又称不变损耗。变压器的损耗：△P=PCu+PFe变压器的效率（实际的变压器一般效率能达到95%~99%）变压器的效率用电器额定工作电压用电器额定工作电压随身听3V机床上的照明灯36V

6、扫描仪12V防身器3000V手机充电器4.2V4.4V5.3V黑白电视机显像管几万伏录音机6V9V12V彩色电视机显像管十几万伏但我们国家民用统一供电均为220V，那么如何使这些额定电压不是220V的电器设备正常工作的呢？生活中需要各种电压的交流或直流电理想变压器原副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数之比1、n2>n1U2>U1——升压变压器3、n2

7、组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。●铁芯结构——心式、壳式心式——结构简单工艺简单应用广泛壳式——结构复杂，用在小容量变压器和电炉变压器图铁芯结构示意图基本结构一、铁心变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子

8、（散热器或冷却器）。将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。二、绕组三、油箱四、绝缘套管此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。空载运行：原边接额定电