文档介绍：电力变压器基本工作原理和结构
变压器基本工作原理
变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件,
它具有变压、变流和变阻抗的作用。变压器的种类很多,
应用十分广泛。比如在电力系统中用电力变压器把发电
机发出的电压升高后进行远距离输电到达目的地后再用
变压器把电压降低以便用户使用以此减少传输过程中电
能的损耗;在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改
变市电电压再通过整流和滤波得到电路所需要的直流电
压在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹
配等等。变压器虽然大小悬殊用途各异但其基本结构
和工作原理却是相同的。口
变压器基本工作原理
变压器是根据电磁感应原理工作的。
N2
单相变压器的原理图
变压器基本工作原理
图中在闭合的铁芯上,绕有两个互相绝缘的绕组,其中,
接入电源的一侧叫一次侧绕组,输出电能的一侧为二次侧绕
组。当交流电源电压U1加到一次侧绕组后,就有交流电流l1
通过该绕组,在铁芯中产生交变磁通φ,这个交变磁通不仅
穿过一次侧绕组,同时也穿过二次侧绕组,两个绕组分别产
生感应电势E和E2,。这时,如果二次侧绕组与外电路的负
荷接通
出
EI
次负荷
变压器基本工作原理
主磁通和漏磁通在性质上的不同
1)由于铁磁材料有饱和现象,所以主磁路的磁阻不是常
数,主磁通与建立它的电流之间呈非线性关系。而湄磁通
的磁大部分是非铁磁材料组成,所以漏磁踣的磁阻基本
上是常数,漏磁通与产生它的电流呈线性关系。
2)主磁通在原、副绕组中均感应电动势,当副方接上负
载时便有电功率向负载输出,故主磁通起传递能量的作用
而漏磁通仅在原绕组中感应电动势,不能传递能量,仅
起压降作用。因此,在分析变压器时常将主磁通和湄磁通
分开处理。
变压器基本工作原理
根据电磁感应定律可以导出:
次侧绕组感应电势为:E1=444fN1qm
二次侧绕组感应电势为:E2=
式中:-电源频率
次侧绕组匝数
N2--次侧绕组匝数;
φpm--铁芯中主磁通幅值。
由上两式得出:
E2
由此可见,变压器一、二次侧感应电势之比等
于一、二次侧绕组匝数之比
变压器基本工作原理
由于变压器一、二次侧的漏电抗和电阻都比较小,可以
忽略不计,因此可近似地认为一次电压有效值U1≈E1,二
次电压有效值U2≈E2。于是
N
K
式中:K-变压器的变比。
变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二次侧绕
组的电压高低不等,匝数多的一边电压高,匝数少的一边电
压低,这就是变压器能够改变电压的道理。
变压器基本工作原理
如果忽略变压器的内损耗,可认为变压器二次输出功率
等于变压器一次输入功率,即:U11=U2l
式中1、L2分别为变压器一次、二次电流的有效值。
由此可得出:1N21
1,N,k
由此可见,变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数比
成反比。即变压器匝数多的一侧电流小,匝数少的一侧电流大
,也就是电压高的一侧电流小,电压低的一侧电流大
变压器基本结构
变压器的分类
按用途分类:升压变压器、降压变压器
·按相数分类:单相变压器和三相变压器
按线圈数分类:双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压
按铁心结构分类:心式变压器和壳式变压器
按调压方式分类:无载调压变压器、有载调压变压器
按冷却介质和冷却方式分类:油漫式变压器和千式变压器
按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器
和特大型变压器。
变压器基本结构
下图是我们常见的两种变压器
千式变压器
油浸式变压器