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1、第5章磁路和变压器,5.3变压器,.掌握变压器的工作原理,.掌握变压器变压、变流、变阻抗的作用,5.3.1变压器的用途和构造,变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。,（1）变压器的主要功能,在能量传输过程中，当输送功率P=UIcos及负载功率因数cos一定时：,电能损耗小,节省金属材料（经济）,UI,P=IRl,IS,电力系统采用高压输电为减小输电线路损耗。,具体如下：,降压,降压,电力系统采用低压配电保证用电安全。,（2）变压器的作用,5.3.1变压器的用途和构造,变压器的基本结构,铁心,绕组1,绕组2,（1）铁心,-变压器的磁路,涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和
2、电流，称为涡流,涡流-产生功率损耗-热能-铁心发热。,铁心由0.35mm或0.5mm厚高导磁硅钢片叠成,减少涡流损耗措施：,提高铁心的电阻率。铁心用彼此绝缘的钢片叠成。,变压器的基本结构,（2）绕组：,一次绕组（原边）-接电源,二次绕组（副边）-接负载,单相变压器,变压器的电路,变压器的基本结构,一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。,5.3.2变压器的工作原理,(1)空载运行情况,1空载运行和电压变换,一次侧接交流电源，二次侧开路。,空载时，铁心中主磁通是由一次绕组磁通势产生的。,根据KVL：,变压器一次侧等效电路如图,由于电阻R1和漏磁通较小，其i0R1和e1也较小,与主磁电动势e1
3、比较可忽略不计。,(2)一次、二次侧电压,则:,同理:,(3)电压变换（设加正弦交流电压）,主磁通按正弦规律变化，设为,有效值:,同理：,结论：改变匝数比，就能改变输出电压。,三相电压的变换,1)三相变压器的结构,高压绕组：A-XB-YC-Z,X、Y、Z：尾端,A、B、C：首端,低压绕组：a-xb-yc-z,a、b、c：首端,x、y、z：尾端,2)三相变压器的联结方式,联结方式：,（1）三相变压器Y/Y0联结,线电压之比：,A,C,B,b,c,a,（2）三相变压器Y0/联结,线电压之比：,A,C,B,a,b,c,(1)带负载运行情况,2带负载运行和电流变换,一次侧接交流电源，二次侧接负载,有载
4、时，铁心中主磁通是由一次、二次绕组磁动势共同产生的合成磁通。,(2)一次、二次侧电流关系,有载运行,可见，铁心中主磁通的最大值m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有,不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有,由上式，若U1、f不变，则m基本不变，近于常数。,空载：,有载：,或,结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。,磁势平衡式：,空载磁势,有载磁势,(3)电流变换,三相电流的变换,1)三相变压器的结构,高压绕组：A-XB-YC-Z,X、Y、Z：尾端,A、B、C：首端,低压绕组：a-xb-yc-z,a、b、c：首端,x、y、z：尾端,2)三相变压器的联结方式,联结方式：,（1）三相变压器Y/Y0联结,线电流之比：,A,C,B,b,c,a,+,（2）三相变压器Y0/联结,线电流之比：,A,C,B,a,b,c,由图可知：,结论：变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的K2倍。,3阻抗变换,额定值,额定电压U1N正常运行时加到一次绕组上的最大电压有效值。U2N一次绕组加额定电压时二次绕组的开路电压有效值。,变压器的技术数据,额定电流I1N、I2N变压器连续运行时，一次、二次侧绕组允许通过的最大电流的有效值。,额定容量SN额定电压、额定电流是变压器的工作能力。,注意：变压器几个功率的关系（单相）,容量：,输出功率：,变压器运行时的功率取决于负载的性质,