1、工作原理

      變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。它可以變換交流電壓、電流和阻抗。最簡(jiǎn)單的鐵心變壓器由一個(gè)軟磁材料做成的鐵心及套在鐵心上的兩個(gè)匝數(shù)不等的線圈構(gòu)成。

      鐵心的作用是加強(qiáng)兩個(gè)線圈間的磁耦合。為了減少鐵內(nèi)渦流和磁滯損耗，鐵心由涂漆的硅鋼片疊壓而成;兩個(gè)線圈之間沒有電的聯(lián)系，線圈由絕緣銅線（或鋁線）繞成。一個(gè)線圈接交流電源稱為初級(jí)線圈（或原線圈），另一個(gè)線圈接用電器稱為次級(jí)線圈（或副線圈）。實(shí)際的變壓器是很復(fù)雜的，不可避免地存在銅損（線圈電阻發(fā)熱）、鐵損（鐵心發(fā)熱）和漏磁（經(jīng)空氣閉合的磁感應(yīng)線）等，為了簡(jiǎn)化討論這里只介紹理想變壓器。理想變壓器成立的條件是：忽略漏磁通，忽略原、副線圈的電阻，忽略鐵心的損耗，忽略空載電流（副線圈開路原線圈線圈中的電流）。例如電力變壓器在滿載運(yùn)行時(shí)（副線圈輸出額定功率）即接近理想變壓器情況。

      變壓器是利用電磁感應(yīng)原理制成的靜止用電器。當(dāng)變壓器的原線圈接在交流電源上時(shí)，鐵心中便產(chǎn)生交變磁通，交變磁通用φ表示。原、副線圈中的φ是相同的，φ也是簡(jiǎn)諧函數(shù)，表為φ=φmsinωt。由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。 式中 N 1、N2 為原、副線圈的匝數(shù)。由圖可知U1=-e1，U2=e2 （原線圈物理量用下角標(biāo)1表示，副線圈物理量用下角標(biāo)2表示），其復(fù)有效值為U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2， 稱變壓器的變比。由上式可得U1/ U2=-N1/N2=-k， 即變壓器原、副線圈電壓有效值之比，等于其匝數(shù)比而且原、副線圈電壓的位相差為π。

進(jìn)而得出：

U1/U2=N1/N2

      在空載電流可以忽略的情況下，有I1/ I2=-N2/N1， 即原、副線圈電流有效值大小與其匝數(shù)成反比，且相位差π。

進(jìn)而可得

I1/ I2=N2/N1

      理想變壓器原、副線圈的功率相等P1=P2 。說明理想變壓器本身無功率損耗。實(shí)際變壓器總存在損耗，其效率為η=P2/P1 。電力變壓器的效率很高，可達(dá)90%以上。

2. 特征參數(shù)

1）額定容量

      指變壓器工作狀態(tài)下的輸出功率，用視在功率表示。用SN 表示，單位為KVA或VA。

2）額定電壓

      指單相或三相變壓器出線端子之間施加的電壓值。用UN表示，單位為KV或V。一次額定電壓用UN1 表示，二次額定電壓用UN2表示。

3）額定電流

      指在額定容量和允許溫升條件下，通過變壓器一、二次繞組出線端子的電流，用IN表示，單位KA或A。一次繞組電流用IN1表示，二次繞組電流用IUN21 表示。

4）額定頻率

      批變壓器設(shè)計(jì)時(shí)所規(guī)定的運(yùn)行頻率。用?N 表示，單位赫茲（HZ）。我國(guó)規(guī)定額定頻率為50HZ。

5）空載損耗

      空載損耗也叫鐵損，指當(dāng)以額定頻率的寶寶電壓施加于一側(cè)繞組的端子上，別一側(cè)繞組出線開路時(shí)，變壓器所吸取的有功功率，用P0表示，單位為W或KW?？蛰d損耗主要為鐵芯中磁滯損耗和渦流損耗，其值大小與鐵芯材質(zhì)、制作工藝密切相關(guān)，一般認(rèn)為一臺(tái)變壓器的空載損耗不會(huì)隨負(fù)荷大小的變化而變化。

6）空載電流

      變壓器次級(jí)開路時(shí)，初級(jí)仍有一定的電流，這部分電流稱為空載電流?？蛰d電流由磁化電流（產(chǎn)生磁通）和鐵損電流（由鐵芯損耗引起）組成。對(duì)于50Hz電源變壓器而言，空載電流基本上等于磁化電流。用I0表示。通常用空載電流占額定電流的百分?jǐn)?shù)表示，即 I 0（%） =（I 0/I N ）× 。變壓器容量越大，數(shù)值越小。

7）負(fù)載損耗

      負(fù)載損耗也叫短路損耗、銅損，是指當(dāng)帶分接的繞組接在其主分接位置上并接入額定頻率的電壓，另一側(cè)繞組的出線端子短路，流過繞組出線端子的電流為額定電流時(shí)，變壓器所消耗的有功功率，用PK表示。單位為W或KW。負(fù)載損耗的大小取決于繞組的材質(zhì)等，運(yùn)行中的負(fù)載損耗大小隨負(fù)荷的變化而變化。

8）變比

      批變壓器高壓側(cè)額定電壓與低壓側(cè)額定電壓之比，即UN1/UN2。

9）絕緣電阻

      表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關(guān).

10）阻抗電壓（%）

      把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當(dāng)二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次側(cè)所施加的電壓.一般以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示.

11）相數(shù)

      三相開頭以S表示，單相開頭以D表示。

12）聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)

      根據(jù)變壓器一、 二次繞組的相位關(guān)系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱為繞組的聯(lián)結(jié)組。為了區(qū)別不同的聯(lián)結(jié)組,常采用時(shí)鐘表示法,即把高壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針,固定在12上,低壓側(cè)線電壓的相量作為時(shí)鐘的短針,看短針指在哪一個(gè)數(shù)字上,就作為該聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào).如Dyn11表示一次繞組是（三角形）聯(lián)結(jié)，二次繞組是帶有中心點(diǎn) 的（星形）聯(lián)結(jié)，組號(hào)為(11)點(diǎn)。

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