e+–σe
– 11+
1
N1
i2 0
++
–e 2
u 20
–
N2
u1
漏磁通主 要经过空 气或其他 非导磁性 物质而闭 合。
磁动势
i0 ( i0N1)
dΦ e1 N1 dt
dΦ
1
eσ1
Lσ1
di0 dt
e2 N2
由于漏磁
dt
通不经过 铁心线圈
铁心，所 以励磁电
是一个非 线性电感
空载时， 铁心中主
磁通是由
一次绕组 磁通势产 生的。
流与漏磁
元件，所 章目录 上一页 下一页 返回 退出
(2) 带负载运行情况
i1
一次侧接交流电源， +
二次侧接负载。
u
–
1
e+–σe
– 11+
2 1
N1
i2
+–e2e+–2u+–2 Z N2
u1 i1 ( i1N1)
1
dΦ 有载时，铁心中
e1 N1 dt
主磁通是由一
次、二次绕组磁
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对二次侧，根据KVL：
E 2 R R2 2II 2 2 E j X σ22 I 2U 2U 2
式中 R2 为二次绕组的电阻;
i1
u+– 1e+–σe+–11
X2=L2 为二次绕组的感抗；N 1
U2 为二次绕组的端电压。
i2 +–ee+–22u+–2 N2
变压器空载时: I 2 0 ,U 2 U 2 0 E 2 4 .4f4 m N 2
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三、变压器的工作原理
1、变压器的原理模型 接交流电源的绕组称为原绕
组或称一次绕组，该侧是通入交流电流侧，即吸收电能侧， 输入电能侧,也称一次侧。接负载的绕组称为副绕组或称二次 绕组，该侧是接负载侧，即输出电能侧，也称二次侧。
一次绕组
二次绕组
接交流电源
接负载
闭合铁芯
可得磁势平衡式：i1N1i2N2i0N1
按相数分类：单相变压器和三相变压器； 按线圈数分类：双绕组变压器、三绕组变压器和自 耦变压器；
按铁心结构分类：心式变压器和壳式变压器； 按调压方式分类：无载调压变压器、有载调压变压
器；
按冷却介质和冷却方式分类：油浸式变压器和干
式变压器等；
按容量大小分类：小型变压器、中型变压器、大型
变压器和特大型变压器。
U I P = I²r 电能损耗小 I S 节省金属材料（经济）
所以远距离输电采用高电压是最为经济的。
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•发电机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5 kV、 15.75 kV、18 kV、20 kV等几种，因此必须用升压变压器将电压升 高才能实现远距离经济输送。电力工业中常采用高压输电低压 配电，实现节能并保证用电安全。目前，我国交流输电的电压 最高已达750kV。
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2、工作原理
当原边绕组接到交流电源时，绕组中便有交流电流流过， 并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通(主磁通)，这个交 变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。并且在一、二次绕组 中分别产生感应电动势。
铁心
+
u1
–
一次 绕组
i1
Φ
N1
变压器原理图
i2
+
u 2 Z
– N2 二次
N 1m co ts E 1m si( nt90 )
有效值:
E1 E12m
2fN1m
2
E 14.4f4m N 1
同 理： e2E 2m si( n t9)0
E 24.4f4 m N 2
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(2) 一次、二次侧电压 变压器一次侧等效电路如图
I1 R 1
根据KVL：
+ ––
U 1 R R1 1II 1 1 E j X σ11 I 1E 1E 1
U1
–
E1 E1
++
式中 R1 为一次侧绕组的电阻;
X1=L1 为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗，由漏
磁产生)。
由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端 的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，
则 U 1 E 1 U 1 E 1 4 .4f4 m N 1
绕组
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其感应电动势大小可分别表示为：源自e1N1d
dt
e2
N2
d
dt
式中 N 2、N 2 —— 一、二次绕组的匝数;
d ——磁通变化率。 dt
一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。
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3. 电磁关系 （1）空载运行情况
i0
一二次次侧侧接开交路流。电源，u+– 1
式中U20为变压器空载电压。
故有
U1 E1 N1 K U20 E2 N2
K为变比（匝比）
结论：一次、二次侧电压与匝数成正比。
改变匝数比，就能改变输出电压。
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5. 电流变换 (一次、二次侧电流关系)
有载运行
Z
I2
U2 Z
+
不论变压器空载还是 有载，一次绕组上的阻
u–1
i1
–
e1
+
Φ
N1 N2
i2
++
e 2 u 2 |Z|
––
抗压降均可忽略，故有
U 1E 14.4f4m N 1
当U1、 f 不变，则 m 基本不变，近于常数。
即：铁心中主磁通的最大值m在变压器空载和
有载时基本是恒定的。
空载：i0N1m 有载：i1N 1i2N2 m
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发电厂 10.5kV
输电线 220kV
变电站 10kV
升压
降压
降压
…
实验室
380 / 220V
降压
仪器 36V
降压
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二、变压器的分类
变压器的种类很多，可按其用途、相数、结构、 调压方式、冷却方式等不同来进行分类。
按用途分类：电力变压器（升压、降压）、仪用变 压器（电压互感器、电流互感器）、整流变压器；
dΦ 通势共同产生的
e2 N2 dt 合成磁通。
eσ1
Lσ1
di1 dt
i2 ( i2N2)
2
eσ2
Lσ2
di2 dt
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4. 电压变换（设加正弦交流电压）
(1) 一次、二次侧主磁通感应电动势
主磁通按正弦规律变化，设为 msi nt,则
e1N 1d d tN 1d dt(m sin t)
电力变压器
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一、变压器概述
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。它是一种静止的电气设备，利用 电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同 频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器 就是实现电能在不同等级之间进行转换。
在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos 及 负载功率因数cos 一定时：