變壓器的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和基本工作原理

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1、第四章變壓器變壓器是一種靜止電機(jī)，它通過線圈間的電磁感應(yīng)，將一種形式的電信號(hào)（或電能）轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種形式的電信號(hào)（或電能）。4.1變壓器的應(yīng)用、結(jié)構(gòu)和基本工作原理4.1.1、變壓器的用途簡(jiǎn)介在自動(dòng)控制系統(tǒng)中常用的變壓器有小功率電源變壓器和作為信號(hào)傳遞的信號(hào)變壓器：脈沖變壓器、輸入輸出變壓器等。在電力系統(tǒng)中用的變壓器是作為電能之間的轉(zhuǎn)換，為電力變壓器。在控制系統(tǒng)中用的變壓器的容量小，多為不超過幾千伏安的單相變壓器；電力變壓器的容量大，為幾千伏安以上。本章已自動(dòng)控制系統(tǒng)中用的單相變壓器為例介紹變

2、壓器的基本理論。4.1.2變壓器的基本工作原理變壓器的主要部件是鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。兩繞組只有磁耦合沒電聯(lián)系。在一次繞組中加上交變電壓，產(chǎn)生交鏈一、二次繞組的交變磁通，在兩繞組中分別感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。只要一、二次繞組的匝數(shù)不同，就能達(dá)到改變壓的目的。1、構(gòu)造示意圖(1)閉合鐵芯(絕緣硅鋼片疊合而成)(2)原線圈(初級(jí)線圈)其匝數(shù)用n1表示與交變電源相連(3)副線圈(次級(jí)線圈)其匝數(shù)用n2表示與負(fù)載相連(4)輸入電壓U1輸出電壓U2原線圈副線圈鐵芯U1U2n1n2∽——互感現(xiàn)象變壓器通過閉合鐵芯，

3、利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了：電能→磁場(chǎng)能→電能轉(zhuǎn)化(U1、I1)(變化的磁場(chǎng))(U2、I2)變壓器的工作原理原線圈副線圈鐵芯U1U2n1n2∽0ett1t2t3t4理解：（1）互感現(xiàn)象：在變壓器原、副線圈中由于有交變電流而發(fā)生互相感應(yīng)的現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象．（2）互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能到磁場(chǎng)能再到電能的轉(zhuǎn)化．（3）變壓器只能工作在交流電路．如果變壓器接入直流電路，在鐵芯中不會(huì)產(chǎn)生交變的磁通量，沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，所以變壓器僅工作于交流電路．理想變壓器如果在能量轉(zhuǎn)

4、化的過程中能量損失很小，能夠略去原、副線圈的電阻，以及各種電磁能量損失，這樣的變壓器我們稱之為理想變壓器.這是物理學(xué)中又一種理想化模型。原、副線圈中通過的磁通量始終相同(無漏磁),因此產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別是：若不考慮原副線圈的內(nèi)阻有U1=E1U2=E2理想變壓器的電壓規(guī)律I1U2U1n1n2I2R~原線圈副線圈鐵芯U1U2n1n2∽用電器額定工作電壓用電器額定工作電壓隨身聽3V機(jī)床上的照明燈36V掃描儀12V防身器3000V手機(jī)充電器4.2V4.4V5.3V黑白電視機(jī)顯像管幾萬伏錄音機(jī)6V9V12

5、V彩色電視機(jī)顯像管十幾萬伏但我們國家民用統(tǒng)一供電均為220V，那么如何使這些額定電壓不是220V的電器設(shè)備正常工作的呢？生活中需要各種電壓的交流或直流電理想變壓器原副線圈的端電壓之比等于這兩個(gè)線圈的匝數(shù)之比1、n2>n1U2>U1——升壓變壓器3、n2

6、單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器。按鐵心結(jié)構(gòu)分：芯式變壓器和殼式變壓器。按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器和充氣式變壓器。●鐵芯結(jié)構(gòu)——心式、殼式心式——結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單工藝簡(jiǎn)單應(yīng)用廣泛殼式——結(jié)構(gòu)復(fù)雜，用在小容量變壓器和電爐變壓器圖鐵芯結(jié)構(gòu)示意圖基本結(jié)構(gòu)一、鐵心變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用0.35mm厚、表面涂有絕緣漆的硅鋼片疊成。變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線繞制而成。油浸式變壓器的器身浸在變壓器油的油箱中。油是冷卻介質(zhì)，又是絕緣介質(zhì)。油箱側(cè)壁有冷卻用的管子（散熱

7、器或冷卻器）。將線圈的高、低壓引線引到箱外，是引線對(duì)地的絕緣，擔(dān)負(fù)著固定的作用。二、繞組三、油箱四、絕緣套管此外，還有儲(chǔ)油柜、吸濕器、安全氣道、凈油器和氣體繼電器。4.2變壓器型號(hào)與額定值一、型號(hào)型號(hào)表示一臺(tái)變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等內(nèi)容，表示方法為如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷三繞組銅線有載調(diào)壓，額定容量250000kVA，高壓額定電壓220kV電力變壓器。3.1.3變壓器的型號(hào)與額定值型號(hào)——可反映出變壓器的結(jié)構(gòu)、額定容量、電壓等級(jí)、冷卻方式等

8、內(nèi)容例一：SL7—500/10低損耗三相油浸自冷雙繞組鋁線，額定容量500KVA，高壓側(cè)額定電壓10KV級(jí)電力變壓器例二：SFPL——63000/110三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷雙繞組鋁線，額定容量63000KVA，高壓側(cè)額定電壓110KV級(jí)電力變壓器此外，銘牌上還會(huì)給出三相聯(lián)結(jié)組以及相數(shù)m、阻抗電壓Uk、型號(hào)、運(yùn)行方式、冷卻方式和重量等數(shù)據(jù)。一、變壓器型號(hào)二、額定值三者關(guān)系：此外，額定值還有額定頻率fN、效率η、溫升T等。指長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓指銘牌規(guī)定的額定使用條件下所能輸出的