1、第第4 4章章 變壓器變壓器4.1 4.1 變壓器的作用、分類與結構變壓器的作用、分類與結構4.2 4.2 單相變壓器的工作原理單相變壓器的工作原理4.3 4.3 變壓器的外特性、效率與極性變壓器的外特性、效率與極性4.4 4.4 其他類型的變壓器其他類型的變壓器變壓器變壓器-利用電磁感應原理，從一個電路向另一個利用電磁感應原理，從一個電路向另一個電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器。電路傳遞電能或傳輸信號的一種電器。4.1 4.1 變壓器的作用、分類與結構變壓器的作用、分類與結構1. 變壓器的作用變壓器的作用2. 2. 變壓器的變壓器的分類分類3. 3. 變壓器的變壓器的結構及符號結構及符號1.

2、 變壓器的作用變壓器的作用變換電壓、變換電流、變換阻抗變換電壓、變換電流、變換阻抗在電力系統中：在電力系統中：110 kV、220 kV330 kV、500 kV電能負荷升壓變壓器遠 距 離 輸 電降壓變壓器10 kV10 kV6 kV380 V220 V上一節下一節上一頁下一頁返 回 在電子線路和自動控制系統中，變壓器起著在電子線路和自動控制系統中，變壓器起著信號傳遞、阻抗變換以及信號隔離等作用。信號傳遞、阻抗變換以及信號隔離等作用。按相數分類：按相數分類： 單相變壓器和三相變壓器單相變壓器和三相變壓器按應用分類：按應用分類：電力：配電變壓器等電力：配電變壓器等電子：電源變壓器等電子：電源變

3、壓器等專用：電焊變壓器等專用：電焊變壓器等2. 2. 變壓器的變壓器的分類分類按鐵心結構分類：按鐵心結構分類： 心式和殼式變壓器心式和殼式變壓器按繞組個數分類：按繞組個數分類： 雙繞組、多繞組、自耦變壓器雙繞組、多繞組、自耦變壓器按冷卻方式分類：按冷卻方式分類：干式、油浸式、水冷式變壓器干式、油浸式、水冷式變壓器1 1）鐵心：）鐵心：由硅鋼片疊成由硅鋼片疊成 作用：構成磁路作用：構成磁路 形狀：常見有心式（線圈包圍鐵心）和殼形狀：常見有心式（線圈包圍鐵心）和殼 式（鐵心包圍線圈）式（鐵心包圍線圈）3. 3. 變壓器的變壓器的結構及符號結構及符號殼式殼式 心式心式2 2）繞組：）繞組：小容量變壓

4、器小容量變壓器漆包線繞制而成漆包線繞制而成 電力變壓器電力變壓器圓形或扁形銅或鋁線繞制圓形或扁形銅或鋁線繞制 作用：完成電磁轉換作用：完成電磁轉換 分為：分為： 一次（初級、原）繞組一次（初級、原）繞組與電源相連的線圈，接收與電源相連的線圈，接收 交流電能。交流電能。 二次（次級、副）繞組二次（次級、副）繞組與負載相連的線圈，送出與負載相連的線圈，送出 交流電能。交流電能。3 3）絕緣材料：）絕緣材料：骨架、層絕緣等骨架、層絕緣等4 4）散熱設施：）散熱設施：對于小型變壓器對于小型變壓器空氣自冷空氣自冷 對于大型變壓器對于大型變壓器油浸自冷、油浸風冷等油浸自冷、油浸風冷等5)5)符號符號: :

5、一些變壓器圖片一些變壓器圖片連接發電機與電網的升壓變壓器連接發電機與電網的升壓變壓器連接發電機的連接發電機的封閉母線封閉母線 與電網相連與電網相連的高壓出線端的高壓出線端干式變壓器干式變壓器油浸式變壓器油浸式變壓器電力變壓器類別-冷卻方式強迫油循環電力變壓器強迫油循環電力變壓器電源用變壓器上一頁下一頁返 回變壓器內部變壓器內部上一頁下一頁返 回變壓器在日常生活中的應用變壓器在日常生活中的應用 （a）萬能旅行充電器萬能旅行充電器 （b）線式充電器線式充電器 （c）手提電腦用直流穩壓電源手提電腦用直流穩壓電源電源變壓器環形變壓器控制變壓器自耦調壓器上一頁下一頁返 回1.1.空載運行與電壓變換空載運

6、行與電壓變換1）原理圖（空載運行）原理圖（空載運行）4.2 單相變壓器的工作原理單相變壓器的工作原理1N2N1u2）定性分析（空載運行）定性分析（空載運行）1u1N2N0i1e2e20u11e112020UNkUN 變壓器原邊、副邊電壓有效值之比與它變壓器原邊、副邊電壓有效值之比與它們的匝數比成正比。們的匝數比成正比。變壓器的電壓變換作用變壓器的電壓變換作用k ：變壓器的變比：變壓器的變比 k1 時，時，U1U20，降壓變壓器，降壓變壓器當當 k1 時，時，U1U20，升壓變壓器，升壓變壓器 k=1 時，時，U1=U20，隔離變壓器，隔離變壓器2. 2. 有載運行與電流變換有載運行與電流變換1

7、）、原理圖（有載運行）、原理圖（有載運行）1u0i1N2NS0i2）定性分析（有載運行）定性分析（有載運行）1u1N2N1e2e2i2u1i12211ININk 變壓器原邊、副邊電流的有效值之比與它們的匝數變壓器原邊、副邊電流的有效值之比與它們的匝數比成反比。比成反比。變壓器的電流變換作用變壓器的電流變換作用0102211NININI我們稱我們稱ZL為負載為負載ZL 在原邊的等效阻抗在原邊的等效阻抗3. 3. 阻抗變換阻抗變換LLZkZ2根據：根據：12211ININk 1122UNkNU 阻抗變換舉例：阻抗變換舉例：揚聲器上如何得到最大輸出功率。揚聲器上如何得到最大輸出功率。i1uRsRL信

8、號源信號源設：設：信號電壓的有效值信號電壓的有效值:U1= 50V;信號內阻：信號內阻： Rs=100 ;負載為揚聲器，其等負載為揚聲器，其等 效電阻：效電阻：RL=8 。求：負載上得到的功率求：負載上得到的功率解：解：（1）將負載直接接到信號源上）將負載直接接到信號源上，得到的輸出功，得到的輸出功 率為：率為： W)(7 . 181085022LLSRRRUpL1i1u2u2iLR1N2NRs（2）將負載通過變壓器接到信號源上。）將負載通過變壓器接到信號源上。輸出功率為：輸出功率為：W25. 698981005022LLSLRRRUp設變比設變比 1:5 . 321NNK9885 . 32L

9、R則：則：結論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了結論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了 很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條 件（信號源內、外阻抗差不多相等）。件（信號源內、外阻抗差不多相等）。4.3 4.3 變壓器的外特性、效率與極性變壓器的外特性、效率與極性1. 1. 變壓器的外特性變壓器的外特性2. 2. 變壓器的損耗和效率變壓器的損耗和效率3. 3. 變壓器的極性變壓器的極性122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O2.變壓器的損耗和效率變壓器的損耗和效率、 鐵損（鐵損（PFe

10、）交變磁通在鐵芯中產生的磁滯交變磁通在鐵芯中產生的磁滯損耗和渦流損耗。當損耗和渦流損耗。當U1、f不變時，鐵損基本不變不變時，鐵損基本不變不變損耗。不變損耗。、銅損（、銅損（PCu）I1、I2在線圈電阻在線圈電阻R1、R2上產生上產生的損耗。它隨負載電流的變化而變化的損耗。它隨負載電流的變化而變化可變損耗。可變損耗。1) 損耗損耗2) 效率效率 通常變壓器的效率在通常變壓器的效率在90以上，以上，大型變壓大型變壓器的效率可達器的效率可達99。 由于變壓器的效率很高，所以在實際計算由于變壓器的效率很高，所以在實際計算中常按理想變壓器來分析，即忽略其損耗。中常按理想變壓器來分析，即忽略其損耗。 A

11、Xax Aax 同極性端用同極性端用“”表示。表示。增加增加+ 聯接聯接 23NN1324 NN1324 聯接聯接 13， 2 4ii當電源電壓為當電源電壓為220V時：時：220u+110u+電源電壓為電源電壓為110V時：時：兩個線圈中的磁通抵消兩個線圈中的磁通抵消原因：原因：電流電流 很大很大uiR Ru ie感應電勢感應電勢e很很小小1324NNi +uaxAaAXUUU、測量：測量： 若若 說明說明 A 與與 x 或或 X 與與 a 是是同極性端同極性端.axAXAaUUU axAXAaUUU VaAXxVAXu+Xx電流表電流表+_A a+SAXax+_S2e+4.4 4.4 其他類型的變壓器其他類型的變壓器4.4.1 4.4.1 三相變壓器三相變壓器4.4.2 4.4.2 特殊變壓器特殊變壓器4.4.2 4.4.2 特殊變壓器特殊變壓器一、一、 自耦變壓器自耦變壓器二、二、 儀用互感器儀用互感器三、三、 電焊變壓器電焊變壓器KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+一、一、 自耦變壓器自耦變壓器電壓表電壓表被測電壓被測電壓=電壓表讀數電壓表讀數 N1/N2VR N1（