浙江大学电机及其控制研究所：《电机学》第三章 变压器

第三章变压器 变压器是一种静止的电气设备,根据电磁感应原 理,将一种形态(电压、电流、相数)的交流电 能,转换成另一种形态的交流电能。 Inside a Hydropower Plant Powerhouse 电力变压器(升压、"m Transformer Power Lines nerator 特种变压器(电炉 按用途 仪用互感器(电压 脉冲变压器,阻抗 Outflow 实验用变压器(高k、v 2oo⊥Hows 结构、相数或变压器冷 却方式划分

第三章 变压器 变压器是一种静止的电气设备， 根据电磁感应原 理，将一种形态（电压、电流、相数）的交流电 能， 转换成另一种形态的交流电能。 电力变压器（升压、降压、配电） 特种变压器（电炉、整流） 仪用互感器（电压、电流互感器、 脉冲变压器，阻抗匹配变压器） 实验用变压器（高压、调压） 也可按线圈数目、铁心 结构、相数或变压器冷 却方式划分 按用途

变压器 变压器 电源变压器 环形娈压器 控制变压器 接触调压器 相式变压器

变压器 电源变压器 电力变压器 环形变压器 接触调压器 控制变压器 三相干式变压器

§3-1单相变压器的基本工作原理 简单的单相变压器:两个线圈没有 Input oltage Output oltage 电的直接联系,只有磁的耦合。 108 7 AC 361 AC 原绕组(一次绕或初级绕组):两个线 圈中接交流电源的线圈,其匝数为N1 副绕组(二次绕组或次级绕组):接到 Voltag Prinary Secondary Finding inding 用电设备上的线圈,其匝数为N2 交变磁通同时与原、副绕组交链,在原、副绕组内感应电动势。 变压器原、副边电势之比及电压之比 do 等于原、副边匝数之比

简单的单相变压器：两个线圈没有 电的直接联系，只有磁的耦合。 原绕组（一次绕或初级绕组）：两个线 圈中接交流电源的线圈，其匝数为N1 副绕组（二次绕组或次级绕组）：接到 用电设备上的线圈，其匝数为N2 交变磁通同时与原、副绕组交链，在原、副绕组内感应电动势。 dt d u e N dt d u e N   2 2 2 1 1 1 ;  = −  = − 变压器原、副边电势之比及电压之比 等于原、副边匝数之比。 §3－1 单相变压器的基本工作原理

二单相变压器的基本结构 变压器的主要结构:铁心和绕组。 °铁心是变压器的磁路部分; 绕组是变压器的电路部分 铁心通常用0.35mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲 成一定的形状叠制而成

二、单相变压器的基本结构 变压器的主要结构：铁心和绕组。 •铁心是变压器的磁路部分； •绕组是变压器的电路部分。 铁心通常用0.35mm厚表面涂有绝缘漆的硅钢片冲 成一定的形状叠制而成

铁心结构 铁柱 奇数层 偶数层 心式变压器迭片 单相壳式变压器 4 3 2 3 4 1,3,4…层 2,4,6层 心式冷轧硅钢片迭片

•铁心结构 单相壳式变压器 心式变压器迭片 奇数层 偶数层 心式冷轧硅钢片迭片

绕组 绕组是变压器的电路部分,一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成 铁轭 +++++团低压绕组 绕组 压绕组一 数图瓯图 铁心柱 ++团+ 关 高压绕组 低压绕组 单相和三相芯式变压器

•绕组 绕组是变压器的电路部分，一般为绝缘扁铜线或绝缘圆铜 线在绕线模上绕制而成 单相和三相芯式变压器

c变压器其它附件 10 温度计;吸湿器,储油柜; 油表;安全气道;气体继 -n电器;高压套管;低压套 分接开关;油箱等等 12

•变压器其它附件 温度计；吸湿器，储油柜； 油表；安全气道；气体继 电器；高压套管；低压套 管；分接开关；油箱等等

三额定数据 6额定容量S:额定工作状态下的视在功率,用伏安(VA)等表示。 6额定电压U1NU2NU1是电源加到原绕组上的额定电压,U2是原边 绕组加上额定电压后副边开路即空载时副绕组的端电压 额定电流I1N、I:变压器额定容量分别除以原、副边额定电压所 计算出来的线电流值。 ●额定频率:按我国规定,工业用电50Hz。 单相:SN=U1l1=U2 2N12N 三相:SN=√3 N ININ 2N12N

三、额定数据 额定容量SN：额定工作状态下的视在功率，用伏安（VA）等表示。 额定电压U1N/U2N:U1N是电源加到原绕组上的额定电压，U2N是原边 绕组加上额定电压后副边开路即空载时副绕组的端电压。 额定电流I1N、I2N：变压器额定容量分别除以原、副边额定电压所 计算出来的线电流值。 额定频率：按我国规定，工业用电50Hz。 单相： 三相： N N N N N S U I U I = 3 1 1 = 3 2 2 N N N N N S U I U I = 1 1 = 2 2

§32单相变压器的空载运行 变压器空载运行:变压器的原绕组加上额定电压,副绕组开路。 N N 几个概念:空载电流、励磁磁势、主磁通、漏磁通 以及正方向的确定

§3－2 单相变压器的空载运行 变压器空载运行：变压器的原绕组加上额定电压，副绕组开路。 几个概念：空载电流、励磁磁势、主磁通、漏磁通 以及正方向的确定

二空载电流(忽略空载损耗 空载运行时,原边绕组中流过的电流i,称为空载电流 空载电流建立空载运行时的磁场 iF。引起损耗 变压器中磁性材料的磁化曲线为非线性,在一定电 压下,空载电流大小、波形取决于饱和度 ·忽略空载损耗: (1)当主磁通为正弦波时,磁路 越饱和,电流波形畸变严重 (2)空载电流与主磁通同相位

I   0 二、空载电流(忽略空载损耗) 空载运行时， 原边绕组中流过的电流i0， 称为空载电流。 变压器中磁性材料的磁化曲线为非线性， 在一定电 压下， 空载电流大小、波形取决于饱和度。 •忽略空载损耗： （1）当主磁通为正弦波时， 磁路 越饱和， 电流波形畸变严重。 （2）空载电流与主磁通同相位。 iu 建立空载运行时的磁场 空载电流 iFe 引起损耗 