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(guò)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(guò)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壓器的基本理論。4.1.2變壓器的

2、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(méi)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(guò)閉合鐵芯，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)

3、)(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(guò)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(méi)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)化的過(guò)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(chēng)之為理想變壓

4、器.這是物理學(xué)中又一種理想化模型。原、副線圈中通過(guò)的磁通量始終相同(無(wú)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(tīng)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(wàn)伏錄音機(jī)6V9V12V彩色電視機(jī)顯像管十幾萬(wàn)伏但我們國(guó)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

5、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、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

7、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

8、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