第5章变压器素材优秀PPT.ppt

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1、第第5章章 变压器变压器5.1 概述概述5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理5.3 变压器的额定值及运行特性变压器的额定值及运行特性5.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性5.5 三相变压器和特殊变压器三相变压器和特殊变压器5.1 概述概述 铁芯是变压器的磁路部分，担负着变压器铁芯是变压器的磁路部分，担负着变压器原、副边的电磁耦合任务。原、副边的电磁耦合任务。为了减小铁芯的损耗，铁芯通常用厚度为为了减小铁芯的损耗，铁芯通常用厚度为0.35mm或或0.50mm两面涂有绝缘漆的两面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成（要求高的也有用硅钢片叠装而成（要求高的也有用0.20mm或其他合金材料制成），为了或其

2、他合金材料制成），为了保证耦合性能，铁芯都做成闭合形态，其保证耦合性能，铁芯都做成闭合形态，其线圈绕在铁芯柱上。线圈绕在铁芯柱上。5.1 概述概述 绕组是变压器的电路部分，与电源相连的绕组是变压器的电路部分，与电源相连的绕组称为原绕组（也叫初级绕组、一次绕绕组称为原绕组（也叫初级绕组、一次绕组），与负载相连的绕组称为副绕组（也组），与负载相连的绕组称为副绕组（也叫次级绕组、二次绕组）。叫次级绕组、二次绕组）。一般状况下，原、副绕组匝数不同，匝数一般状况下，原、副绕组匝数不同，匝数多的绕组电压较高（称为高压绕组），匝多的绕组电压较高（称为高压绕组），匝数较少的绕组电压较低（称为低压绕组）。数较少

3、的绕组电压较低（称为低压绕组）。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 1.变压器的空载运行变压器的空载运行变压器的原绕组接沟通电压变压器的原绕组接沟通电压u1，而副绕，而副绕组开路（组开路（i2=0）的工作状态称为变压）的工作状态称为变压器的空载运行。器的空载运行。如图如图5.3，我们将，我们将i1 记为记为 i0，u2 记为记为u20，并称，并称i0 为空载电流。为空载电流。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 图图5.3 变压器空载运行变压器空载运行 5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 依据基尔霍夫电压定律，对变压器的原边电依据基尔霍夫电压定律，对变压器的原边电路可列出电压平

4、衡方程：路可列出电压平衡方程：其相量表达式为：其相量表达式为：5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 由于一次绕组的电阻由于一次绕组的电阻R1 和漏抗和漏抗X1都很都很小，因而其漏阻抗电压降也很小，可以认小，因而其漏阻抗电压降也很小，可以认为为依据式（依据式（5.2）有）有U1 E1 4.44f N1m 5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 对于变压器的副边，由于对于变压器的副边，由于i2=0，开路电，开路电压等于副绕组的电动势压等于副绕组的电动势 依据式（依据式（5.3），有），有U20 E2 4.44f N2m 5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 于是由式（于是由式（5.7）和

5、（）和（5.9）得）得5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 式中式中K称为变压器的变比。它表明，变压称为变压器的变比。它表明，变压器原、副绕组的电压比等于原、副绕组的器原、副绕组的电压比等于原、副绕组的匝数比。匝数比。当电源电压确定时，只要变更两绕组的匝当电源电压确定时，只要变更两绕组的匝数比，就能达到变电压的目的，这件是变数比，就能达到变电压的目的，这件是变压器的变压原理。压器的变压原理。由上式可知，若由上式可知，若K1，即，即N1 N2，此，此时变压器起降压作用；若时变压器起降压作用；若K1，即，即N1 N2，此时变压器起升压作用。，此时变压器起升压作用。5.2 变压器的工作原理变压器

6、的工作原理 2变压器的负载运行变压器的负载运行变压器的原绕组接沟通电压变压器的原绕组接沟通电压u1，而副绕组，而副绕组接入负载接入负载ZL 的工作状态称为变压器的负载的工作状态称为变压器的负载运行，如图运行，如图5.4所示。所示。此时，副绕组的电流此时，副绕组的电流i2 将不再恒等于零。将不再恒等于零。由于副绕组有电流通过，从而产生磁动势由于副绕组有电流通过，从而产生磁动势 ，它将引起原绕组的电流和主磁通发生变，它将引起原绕组的电流和主磁通发生变更。更。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 图图5.4 变压器负载运行变压器负载运行 5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 铁心中的主磁通由

7、磁动势铁心中的主磁通由磁动势 确定；确定；空载时主磁通由磁动势空载时主磁通由磁动势 确定。确定。忽视直流电阻和漏磁通的影响，则由式忽视直流电阻和漏磁通的影响，则由式（5.7）可以看出，在电源电压不变的状况）可以看出，在电源电压不变的状况下，不论空载还是有载，铁心中的主磁通的下，不论空载还是有载，铁心中的主磁通的最大最大值值m保持基本不变（保持基本不变（）。）。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 所以，负载所以，负载 时产生主磁通的原、副绕组的时产生主磁通的原、副绕组的合成磁动势合成磁动势 ，应当和空载时产生，应当和空载时产生主磁通的原绕组的磁动势主磁通的原绕组的磁动势 近似相等，近似相等

8、，即即5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 式（式（5.11）称为变压器磁动平衡方程）称为变压器磁动平衡方程式，将它改写成式，将它改写成或或 5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 式（式（5.12）表明，变压器带负载时，）表明，变压器带负载时，原边电流由两部分组成：一部分是产原边电流由两部分组成：一部分是产生主磁通生主磁通的励磁重量，另一部分是的励磁重量，另一部分是抵消副边电流对主磁通影响的负载重抵消副边电流对主磁通影响的负载重量（量（）。）。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 空载时，空载时，很小（约为额定电流的很小（约为额定电流的2%10%），可以忽视不计，则），可以忽视不计

9、，则由（由（5.13）式可知，）式可知，和和 的相位相反，的相位相反，它们的数值关系为它们的数值关系为 5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 可见，变压器的有载工作的输入、输出电可见，变压器的有载工作的输入、输出电流之比等于原、副变绕组匝数比的反比。流之比等于原、副变绕组匝数比的反比。这就是变压器的电流变换作用。这就是变压器的电流变换作用。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 3变压器的阻抗变换作用变压器的阻抗变换作用 可见，只要选择合适的匝数比就可以将负可见，只要选择合适的匝数比就可以将负载变换到所须要的、比较合适的数值，这载变换到所须要的、比较合适的数值，这便是变压器的阻抗变换功能

10、，这种做法通便是变压器的阻抗变换功能，这种做法通常称为阻抗匹配。常称为阻抗匹配。5.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 在电子线路中常常对负载阻抗的大小有确在电子线路中常常对负载阻抗的大小有确定的要求，以便负载可以获得较大的功率，定的要求，以便负载可以获得较大的功率，但是一般状况下，负载阻抗很难达到匹配但是一般状况下，负载阻抗很难达到匹配的要求，所以在电子线路中，常利用变压的要求，所以在电子线路中，常利用变压器进行阻抗变换，只要适当选择变压器的器进行阻抗变换，只要适当选择变压器的变更，就可以使负载与电源达到匹配而获变更，就可以使负载与电源达到匹配而获得较高的功率输出。得较高的功率输出。5.3

11、 变压器的额定值及运行特性变压器的额定值及运行特性 图图5.8 变压器的铭牌变压器的铭牌 5.3 变压器的额定值及运行特性变压器的额定值及运行特性1.变压器的额定值变压器的额定值 2.变压器的运行特性变压器的运行特性 5.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性 变压器在运用中有时要把绕组串联以提高变压器在运用中有时要把绕组串联以提高电压，并联以提高电流，这时应首先确定电压，并联以提高电流，这时应首先确定变压器绕组间的相对极性，即所谓同名端变压器绕组间的相对极性，即所谓同名端（或称同极性端）。（或称同极性端）。5.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性 变压器绕组的极性是指绕组在随意瞬时两变压器绕组

12、的极性是指绕组在随意瞬时两端产生的感应电动势的极性，它总是从绕端产生的感应电动势的极性，它总是从绕组的相对瞬时电位的低电位端（用符号组的相对瞬时电位的低电位端（用符号“-”表示）指向高电位端（用符号表示）指向高电位端（用符号“+”表示）。表示）。变压器一次、二次绕组中瞬时极性相同的变压器一次、二次绕组中瞬时极性相同的端点称为同名端，用符号端点称为同名端，用符号“”表示，如表示，如图图5.10所示。所示。5.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性 图中，图中，AX表示初级绕组，表示初级绕组，ax表示次级绕表示次级绕组。组。A与与a或或X与与x的瞬时电位相同，它们的瞬时电位相同，它们是同名端。是同名

13、端。当变更图当变更图5.10中的某个线圈的绕向时，中的某个线圈的绕向时，同名端也将相应地变更，如图同名端也将相应地变更，如图5.11所示。所示。可见，绕组的同名端与绕组的绕向有关，可见，绕组的同名端与绕组的绕向有关，可以通过绕组的绕向推断绕组的同名端。可以通过绕组的绕向推断绕组的同名端。5.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性1.直流法直流法2.沟通法沟通法5.5 三相变压器和特殊变压器三相变压器和特殊变压器 1.三相变压器三相变压器 2.自耦变压器自耦变压器 3.电压互感器电压互感器 人有了学问，就会具备各种分析实力，明辨是非的实力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富学问，培育逻辑思维实力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培育文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的学问面。有很多书籍还能培育我们的道德情操，给我们巨大的精神力气，鼓舞我们前进。