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摘 要：对变压器进行了简要阐释.

关 键 词：变压器；概念；分类；工作原理

中图分类号：TB文献标识码：A文章编号：16723198（2012）20018501

1变压器的概念、分类

1.1变压器的概念

变压器是一种静止的电器,是一个转换电压的装置.它是一个变换电能以及把电能从一个电路传递到另外一个电路的静止电磁装置.在交流电路中,可以借助变压器变换交流电压、电流和波形.

1.2变压器的分类

（1）变压器按用途可以分为：电力变压器（又分升压变压器、降压变压器、配电变压器等）、特种变压器（电炉变压器、整流变压器等）、仪用互感器（电压互感器、电流互感器）、试验用高压变压器和调压器等.

（2）变压器按照铁芯结构的不同又可以分为以下几种：壳式铁芯变压器：线圈被铁芯外磁路所包围的形式.芯式铁芯变压器：铁芯柱被线圈所包围的形式.环型铁芯变压器：铁芯呈圆形,线圈沿圆周包围铁芯的,但横截面为方形.O型铁芯变压器：线圈也是沿圆周包围铁芯,但其横截面也是为圆形的.E型三相铁芯变压器.

（3）变压器按绕组数目可以分为：双绕组、三绕组和多绕组变压器及具有一个绕组的自耦变压器等.

（4）变压器按相数可以分为：单相变压器和多相变压器.

（5）变压器按冷却方式和冷却介质可以分为：用空气冷却的干式变压器和用油冷却

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2变压器的工作原理

常用的变压器都是油浸式,油浸变压器的铁芯和绕组都浸在盛满变压器油的油箱內.各绕组的端点通过绝缘套管引出油箱外,以便与外部线路相接.油浸变压器有铁芯、变压油箱、绝缘绕组、油箱和绝缘套管等.

当变压器一次侧施加交流电压U1,流过一次绕组的电流为I1,则该电流在铁芯中会产生交变磁通,使一次绕组和二次绕组发生电磁联系,根据电磁感应原理,交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势,其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比,绕组匝数多的一侧电压高,绕组匝数少的一侧电压低,当变压器二次侧开路,即变压器空载时,一二次端电压与一二次绕组匝数成正比,变压器起到变换电压的目的.

当变压器二次侧接入负载后,在电动势E2的作用下,将有二次电流通过,该电流产生的电动势,也将作用在同一铁芯上,起到反向去磁作用,但因主磁通取决于电源电压,而U1基本保持不变,故一次绕组电流必将自动增加一个分量产生磁动势F1,以抵消二次绕组电流所产生的磁动势F2,在一二次绕组电流L1、L2作用下,作用在铁芯上的总磁动势（不计空载电流I0）,F1+F2等于0,由于F1等于I1N1,F2等于I2N2,故I1N1+I2N2等于0,由式可知,I1和I2同相,所以I1/I2等于N2/N1等于1/K

由式可知,一二次电流比与一二次电压比互为倒数,变压器一二次绕组功率基本不变,（因变压器自身损耗较其传输功率相对较小）,二次绕组电流I2的大小取决于负载的需要,所以一次绕组电流I1的大小也取决于负载的需要,变压器起到了功率传递的作用.

3如何判别变压器参数

3.1电压比

变压器两组线圈圈数分别为N1和N2,N1为初级,N2为次级.在初级线圈上加一交流电压,在次级线圈两端就会产生感应电动势.当N2>N1时,其感应电动势要比初级所加的电压还要高,这种变压器称为升压变压器：当N2U1/U2等于N1/N2,式中n称为电压比（圈数比）.当n<1时,则N1>N2,U1>U2,该变压器为降压变压器.反之则为升压变压器.

另有电流之比I1/I2等于N2/N1,电功率P1等于P2；注意上面的式子只在理想变压器只有一个副线圈时成立；当有两个副线圈时P1等于P2+P3,U1/N1等于U2/N2等于U3/N3,电流则须利用电功率的关系式去求,有多个时依此类推.

3.2变压器的效率

在额定功率时,变压器的输出功率和输入功率的比值,叫做变压器的效率,即

η等于（P2÷P1）x100%

式中η为变压器的效率；P1为输入功率,P2为输出功率.

当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时,效率η等于100%,变压器将不产生任何损耗.但实际上这种变压器是没有的.变压器传输电能时总要产生损耗,这种损耗主要有铜损和铁损.

铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗.当电流通过线圈电阻发热时,一部分电能就转变为热能而损耗.由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成,因此称为铜损.

变压器的铁损包括两个方面.一是磁滞损耗,当交流电流通过变压器时,通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化,使得硅钢片内部分子相互摩擦,放出热能,从而损耗了一部分电能,这便是磁滞损耗.另一是涡流损耗,当变压器工作时,铁芯中有磁力线穿过,在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流,由于此电流自成闭合回路形成环流,且成旋涡状,故称为涡流.涡流的存在使铁芯发热,消耗能量,这种损耗称为涡流损耗.

变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系,通常功率越大,损耗与输出功率就越小,效率也就越高.反之,功率越小,效率也就越低.

3.3变压器的功率

变压器铁心磁通和施加的电压有关.在电流中励磁电流不会随着负载的增加而增加.虽然负载增加铁心不会饱和,将使线圈的电阻损耗增加,超过额定容量由于线圈产生的热量不能及时的散出,线圈会损坏,假如你用的线圈是由超导材料组成,电流增大不会引起发热,但变压器内部还有漏磁引起的阻抗,但电流增大,输出电压会下降,电流越大,输出电压越低,所以变压器输出功率不可能是无限的.假如你又说了,变压器没有阻抗,那么当变压器流过电流时会产生特别大电动力,很容易使变压器线圈损坏,虽然你有了一台功率无限的变压器但不能用.只能这样说,随着超导材料和铁心材料的发展,相同体积或重量的变压器输出功率会增大,但不是无限大!

4变压器的检测

（1）绝缘等级（即耐高压,耐高温测试）.

（2）空载电压,电流（直接按要求的电压输入,测试初级的空载电流I.和次级的输出电压U）.

（3）负载电压,电流（带入要求的功率电流）.变压器的功率等于输出电压乘以输出电流之积,测试输出电压,并经过8h以上带机老化,测试其电压变化波形.

（4）附加的外观检测（引出方式,用焊片还是导线.引线长度,安装位置,外观是否损坏或有污渍,安装尺寸及方式等等）.

变压器学术论文撰写与发表
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检测以上电源变压器还需要耐压测试仪,精度电流表,电压表、示波仪、卡尺等仪器设备.

5变压器的发展趋势

（1）节能低噪：节能环保是变压器研发的永世课题,低损耗硅钢片、阶梯步迭死心接缝、箔式绕组构造、噪声研讨的深化、环境维护要求、计算机优化设计等新材料、新工艺、新技术的引入及其展开,将使将来的变压器愈加节能愈加安静.

（2）高可靠性：在电磁场理论及其计算、浇注工艺、热点温升、局放机理、质保体系、可靠性工程等方面中止大批的根底研讨,积极中止可靠性认证,进一步进步干式变压器的可靠性,将是人们的不懈追求.

（3）环保特性认证：变压器生产企业需经过ISO14000环境认证.以IEC及欧洲标准HD464为根底,展开变压器的承受热冲击才能、顺应环境才能、耐火才能的实验研讨与认证.

（4）大容量：随着城市用电负荷不时添加,城网区域性变电所越来越深化城市中心区、居民小区、大中型厂矿等负荷中心,35kV大容量的区域供电电力变压器将获得普遍使用.

（5）多功用组合及智能化：从只具单一变电功用的变压器,向带有强迫风冷、维护外壳、功率计量、封锁母线、各种高压侧向出线、计算机接口等多功用组合式变压器展开,到引入TTU智能化终端,具无数据处置、形态控制、形态显示等功用,从而使变压器成为一种多功用智能化、随时处于最佳运转形态的电气设备.

（6）多范畴展开：从以配电变压器为主,向发电厂励磁、厂用、轨道交通牵引整流、大电流电炉、核电站、船用、采油平台用等多用处多范畴展开.

（7）多材料、多品种：而将来材料科学、制造工艺的新展开,必将给变压器设计制造技术的展开提供新机遇、创始新纪元.

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