=n
表明变压器初、次级绕组的电压比就等于它 们的匝数比n。这就是变压器的变压原理。 n＞1时，是降压变压器， n＜1时，是升压变 压器， n=1时，是隔离变压器。变比n是变压器运 行的重要参数。
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电机与变压器
例： 已知某变压器的初级电压为220V，次级电压
为36V，初级的匝数为2200匝，试求该变压器的变 压比和次级的匝数。
电机与变压器
一、变压器
变压器是一种静止的电器，它利用电磁感应 原理将一种等级的电压和电流的交流电能转换成另一 种等级的电压和电流的交流电能。 它的工作原理就是电磁感应和磁势平衡。下面我 们就从变压器的结构开始，逐步了解和掌握变压器的 工作原理和运行特性。在分析时，我们需要注意分析 变压器电路的电磁物理过程。
U1
负载侧称为二次绕 组或副绕组
u1
ZL
电源侧称为一次绕 组或原绕组
U2
u2
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电机与变压器
1）铁芯 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用厚 为0.35-0.5mm、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。基本结构分 为铁心柱和铁轭两部分，有心式和壳式两种形式。
单相心式变压器
单相壳式变压器
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电机与变压器
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电机与变压器
Φ
变压器除了能变换电压、电流的大小外，还 能变换交流阻抗。这在电器工作中也有广泛的作 用。 例如一个带负载的变压器（虚框） 看作是一个新的负载。
i2 e2
R1
+ + I 1 u u2 1 Z u 1 － － (b)
I2 N1 N2
+ Z uL 2 －
e 2
Φσ2
u2
器结构示意图
则可得一个简化电路，负载为RLX。
变压器为什么只 能变换交流电能的 电压和电流？
1
电机与变压器
1、变压器的分类
按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压 器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。
2）绕组 变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。 有同心式和交叠式两种形式。 同心式：高（外）、低（内）压绕组同心地绕在铁 心柱上，结构简单，制造方便。 交叠式：高低压绕组交叠放置，最上和最下为低压 绕组。漏阻抗较小，机械强度好，引线方便，在特殊变 压器上使用较多。 3）其他装置 变压器上还有绝缘套管、油箱、储油柜、吸湿器、安 全气道、净油器和气体继电器等元器件在工作时起冷却 和保护作用。
解：
u 1 n = u ≈ 6.1 2 u1 2200×36 360匝 = N2= u2 N1 = 220
练习：将某单相变压器接在电压u1=220V的电源 上，已知u2=20V，次级匝数N2=100匝，则初级的
匝数是多少？
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电机与变压器
变压器在工作中就像一座桥梁，起了一个能量 传递的作用，根据能量守恒定律，在忽略损耗时， 变压器的次级输出功率P2应和变压器初级从电网吸 收的功率P1相等。 即： P1= P2 I1 U1 = I2 U2 I1 U2 N2 1 即： I = U = N = 2 n 1 1 说明变压器工作时，其初、次级的电流与初、 次级的电压或匝数成反比。这就是变压器的变流原 理。
L1
i0 1 N1
e1

i2=0
e2
N2 u2 ZL
u1
L2
因为是空载运行，二次绕组开路，所以电流i2=0。 电流i1是产生磁通Φ的全部原因。此时称为空载电流i0 因为i0只用于产生主磁通，所以原绕组是一个纯电感电 0 路。 i0滞后u190 ，电动势e1与u1反相。e1与e2同相 · U1
i1
U1

i2
e2
u2
u1
ZL
u1
U2
e1
u2
结论： 只要(1)磁通有变化量;(2)一、二次 绕组的匝数不同，就能达到改变电压的目的。
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电机与变压器
Φ ∆ e – 1 ∵ = N1 ∆ t
且
e2 = – N2 ∆Φ
∆t
e1 = – u1
e2 = u2
N1 N2
∴
在只讨论数量关系时，就有
u1 e1 u2 = e2 =
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电机与变压器
课后练习：
1、要将电压从220V变换为110V，现使用一个原 绕组匝数为2匝，副绕组匝数为1匝的变压器，可不 可以实现？
2、变压器可以实现变压、变流、变换阻抗，变 压器可不可以变换电源频率？
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电机与变压器
4、变压器的空载运行
将变压器一次绕组接交流电源，二次绕组开路， 这种运行方式称为变压器的空载运行。 变压器各电磁量正方向的规定：
变压器的符号
R1
u1
I1 ZLX
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电机与变压器
由于变压器的初、次级功率相等，所以有： I1 ZLX = I22 ZL N 2 1 2 即：ZLX = n = Z （N2） L ZL 也就是说，负载ZL接在变压器的次级上，从电源 中获取的功率和负载ZLX直接接在电源上所获取的功 率是完全相同的。也就是说， ZLX是ZL在变压器初级 中的交流等效电阻。 上式还表明，变压器初级交流电阻ZLX的大小，不 但与变压器次级的负载ZL的成正比，而且与变压器 的变比n的平方成正比。 n = ZLX ZL
1、在一次绕组内，电流的正方向与电压的正方向一致。 2、磁通正方向与电流方向符合右手螺旋定则。 3、感应电势方向与磁通方向符合右手螺旋定则。 4、在二次绕组内，电流的正方向与电势方向一致。 5、在二次绕组端，电压方向与电流方向一致。
L1
i1
N1
e1

i2
e2
N2 u2 ZL
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u1
L2
电机与变压器
按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和 充气式变压器。
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电机与变压器
连接发电机 的封闭母线
连接发电机与电网的升压变压器
与电网相连的 高压出线端 3
电机与变压器
三相干式变压器
自耦变压器
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电机与变压器

电源变压器
环形变压器
控制变压器
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电机与变压器
2、变压器基本结构
1、器身：铁芯、绕组、绝缘 和出线装置 2、油箱：冷却装置和保护装 置 核心装置是闭合铁芯和 两个绕组。 在分析变压器时，习惯 画法是将两个绕组画在闭合 铁芯的两侧。
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电机与变压器
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电机与变压器
3、变压器的基本工作原理
变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。 两绕组只有磁的耦合，没有电的联系。在一次绕组中加 上交变电压u1，根据右手螺旋定则，产生交链一、二次 绕组的交变磁通Φ ，在两绕组中分别感应电动势e。根 据电磁感应定律，当变压器二次侧带负载时，则产生感 应电流，在负载上形成二次电压u2 。