星形联结）；D（高压绕组作三角形联结）、
d（低压绕组作三角形联结）；N（高压绕组
作星形联结时的中性线）、n（低压绕组作星
形联结时的中性线）。
（六）阻抗电压
又称为短路电压。它标志在额定电流时变压器
阻抗压降的大小。通常用它与额定电压U1N的
百分比来表示。
电机与电气控制技术
例2－1：一台三相油浸自冷式铝线变压器，
电机与电气控制技术
一、单相变压器的基本结构
变
（一）铁心 0.35 mm厚的硅钢片，减小铁耗。
压
器 构成变压器磁路系统，并作为变压器的机械骨架。
磁轭 铁心柱
国产硅钢片 有热轧硅钢 片、冷轧无 取向硅钢片、 冷轧晶粒取 向硅钢片
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变 压 器
心式变压器
壳式变压器
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变
为了减小铁心
器等。
（3）仪用互感器。用于电工测量中，如电流互感器、
电压互感器等。
（4）控制变压器。容量一般比较小，用于小功率电
源系统和自动控制系统。
（5）其他变压器。如试验用的高压变压器；输出电
压可调的调压变压器；产生脉冲信号的脉冲变压器。
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2．按绕组构成分类
有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器
用途： 主要用于输配电系统，而且还广泛应用于电气 控制领域、电子技术领域，测试技术领域以及 焊接技术领域等。
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二、变压器分类
1．按用途分类
变
压
（1）电力变压器。用作电能的输送与分配。
器
（2）特种变压器。在特殊场合使用的变压器，如作
为焊接电源的电焊变压器；专供大功率电炉使用的电
炉变压器；将交流电整流成直流电时使用的整流变压
解：
Z' 392
K
7
Z
8
N2
N1 K
560 匝 ＝ 8 0 匝 7
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四、变压器参数的测定
作用：
变 压
利用参数、基本方程式、等效电路、相量图求
器
变压器的运行性能。
（一）变压器的空载试验
目的：
求变比k、空载电流I0、空载损耗P0以及等效 电路中的励磁阻抗Zm，从而判断铁心和线圈 质量。 试验时，一般在变压器低压侧加电压，测量 高压侧对应的电压、电流和功率。
变压器在空载时，高压侧加上额定电压后， 二次绕组两端的电压值。
U2N不等于额定负载时的负载电压。有一个电压 降使空载电压大于负载电压。
额定电压在三相变压器中是指线电压。
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（三）额定电流I1N和I2N
变
根据变压器容许发热的条件而规定的满载电流
压 器
值。在三相变压器中额定电流是指线电流。
（四）额定容量SN
变压器在额定工作状态下，二次绕组的视在 功率，其单位为kV·A。
单相变压器的额定容量
SN
U2N I2N 1000
kV
•
A
三相变压器的额定容量
SN
3U 2 N I2 N kV • A 1000
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（五）联结组标号
变
三相变压器一、二次绕组的连接方式
压
器
Y（高压绕组作星形联结）、y（低压绕组作
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二、 变压器的基本工作原理
变 压 器
互相绝缘且匝数不同 只有磁的耦合而没有 电的联系
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二、 变压器的基本工作原理
变 压 器
根据电磁感应 原理 ：
e1＝
－
N 1
dΦ dt
e2＝
－
N 2
dΦ dt
改变一、二次绕组的匝数，就可达到 改变电压的目的。
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变 压
和自耦变压器等。
器
3．按铁心结构分类
有叠片式铁心、卷制式铁心、非晶合金铁心。
4．按相数分类
有单相变压器、三相变压器、多相变压器。
5．按冷却方式分类
有干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、 强迫油循环变压器、充气式变压器等。
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第二节：变压器的铭牌和额定值
变 压
一、铭牌
正确地使用变压器的依据
相当于直接接在 一次绕组上的等 效阻抗
Z' K 2Z
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输出变压器、线间变压器
变
阻抗匹配作用。
压
在电子电路中，为了获得较大的功率输出往往
器
对输出电路的输出阻抗与所接的负载阻抗之间
有一定的要求。例如对音响设备来讲，为了能
在扬声器中获得最好的音响效果（获得最大的
功率输出），要求音响设备输出的阻抗与扬声
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二、变压器的负载运行
变 一次绕组中电流变为i1
压 器
二次绕组中有电流
单相变压器负载运行
电机与电气控制技术
变压器负载运行时的磁通势平衡方程式:
因为电源电压不变，故负载时的磁势和空载时
变 相同：
压
•
•
•
器
N1 I1 N2 I2 N1 I0
忽略I0: N1I1 ≈ N2I2
I1 I2
压
磁路的磁阻以
器
减小铁心损耗，
要求铁心装配
时，接缝处的
空气隙应越小
越好。
单相小容量变压器铁心形式
电机与电气控制技术
（二）绕组
变压器中的电路部分，小型变压器一般用具有
变 绝缘的漆包圆铜线绕制而成，对容量稍大的变
压 器
压器则用扁铜线或扁铝线绕制。
1．同心式绕组 按其绕制方法的不同又可分为 圆筒式、螺旋式和连续式
无功分量Iq，用
来建立磁场，起 励磁作用
有功分量Id，
用来供给变压 器铁心损耗
<10％I0
空载损耗绝大部分是铁心损耗P0，即磁滞损耗与涡流损耗， 只有极少部分是一次绕组电阻上的铜损耗I02R
可认为变压器的空载损耗就是变压器的铁心损耗
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（四）空载运行时相量图
变 压 器
单相变压器电路原理图
变比K N2 U20 此处U20指高压侧电压，U1指 N1 U1 低压侧电压。即试验电压。
励磁阻抗 Zm
U1 I0
励磁电阻Rm
P0 I 20
励磁电抗X m Zm2－Rm2
注意：若空载试验在 低压侧进行，要获得 高压侧参数时，必须 进行折算。空载时功 率因数很低，一般采 用0.2的功率因数表。
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已知SN＝560kV·A，U1N/U2N=10000V/400V，
变 压 器
试求一次、二次绕组的额定电流I1N 、I2N各
是多大?
解：
I1N
SN
560 103
32.33A
3U1N 3 10000
I2N
SN
560 103
A 808.29A
3U2N 3 400
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第三节：单相变压器基本结构及工作原理
电机与电气控制技术
第二章 变压器
变
压 学习目标:
器
熟悉变压器的作用、基本结构及工作原理
掌握变压器的运行原理、等效电路及平衡方程式
熟悉变压器空载和短路试验的目的、线路、试验 方法和技巧 掌握变压器同名端的判定方法及三相变压器连接 组别和时钟表示法的判定 掌握自耦变压器、电流互感器、电压互感器的特 点及使用注意事项
定运行时的铜损耗。
计算：
短路阻抗 ZK
US IS
US IN
短路电阻RS
PS I 2S
短路电抗X S
Z二）变压器的短路试验
变
温度换算：由于线圈电阻随温度而变化，试验
压
时的温度和实际变压器运行时的温度不同，国
器
家标准规定，变压器的短路电阻应换算到工作
温度750C时的值。
第四节：单相变压器的空载运行及负载运行
变 一、变压器的空载运行
压
器 （一）空载运行时各物理量正方向的规定
二次绕组开路
电机与电气控制技术
按照“电工惯例” 规定参考方向：
变 （1）电压的参考方向：在同一支路
压 器
中，电压的参考方向与电流的参考 方向一致。
（2）磁通的参考方向：磁通的参
考方向与电流的参考方向之间符合
器 电力变压器
产品型号 S7-500／10 标准代号XXXX
额定容量 500kV.A 产品代号XXXX
额定电压 10kV 出厂序号XXXX
额定频率 50Hz 3相 联结组标号 Y，
yn0 阻抗电压 4％ 冷却方式 油冷 使用条件 户外
开关 位置
Ⅰ Ⅱ Ⅲ
高压
低压
电压／V 电流／A 电压／V 电流/A
高、低压绕组同心地 套装在铁心柱上。 为了便于与铁心绝缘， 把低压绕组套装在里 面，高压绕组套装在 外面。
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2．交叠式绕组 又称饼式绕组
变 将高压绕组及低压绕 压 组分成若干个线饼， 器 沿着铁心柱的高度交
替排列着。为了便于 绝缘，一般最上层和 最下层安放低压绕组
优点:
漏抗小、机械强度高、引线方便。这种绕组形式主要用 在低电压、大电流的变压器上，如容量较大的电炉变压 器、电阻电焊机（如点焊、滚焊和对焊电焊机）变压器
理想变压器空载 运行相量图
电机与电气控制技术
例2—2：如图所示，低压照明变压器一次绕组
匝数N1＝660匝，一次绕组电压Ul＝220V，现
变 要求二次绕组输出电压U2＝36V，求二次绕组
压 器
匝数N2及变比Ku
解：
N2
U2 U1