变压器。
结构原则：两个相互绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间只有磁的耦合，没有电的联系。只有磁场的联系。
一次侧：通入交流电流侧，即吸收电能侧。一次侧通入电流产生交变磁通，进而感应电势。
e1??N1d?dt (2-1）
二次侧：接负载侧，即输出电能侧。与一次侧产生的磁通交链，进而产生感应电势
e2??N2d?dt (2-2）
i1u1e1N1N2e2i2u2Z1
图 2-1 变压器的工作原理图
三、 变压器的基本结构
主要结构有：铁心、绕组、油箱、绝缘套管。
图 2-2
部件名称 铁心 绕组
作 用 形成磁路 变压器电路部分 材 料 0.27 ,0.3, 0.35mm厚度冷轧硅钢片 铜或铝导线 结 构 心式：线圈包围铁心，简单 壳式：铁心包围线圈，方线圈 圆筒式、饼式、连续式和螺旋式16
线圈。装配时低压绕组靠铁心 油箱 套管 绝缘、散热 变压器引出线的绝缘部件 瓷质 多级伞形。级数与电压等级有关 四、变压器的额定值
额定容量SN1=SN2=SN(VA, kVA, MVA)
额定电压：一次侧U1N, 二次侧U2N：一次侧外加额定电压时，二次侧空载电压即为U2N。 额定电流：一次侧I1N。二次侧I2N。 额定频率：50HZ
额定运行时温升、阻抗电压、联接组别、空载损耗、短路损耗等。
单相变压器：SN1=I1NU1N =SN2= I2NU2N=SN (2-3）
S?三相变压器：N3I1NU1N?3I2NU2N 注意：额定线电压、额定线电流
第二节 变压器的空载运行和负载运行
一、变压器的空载运行
变压器的原边接在电源上，副边开路无电流的情况叫做空载运行。
变压器的原绕组匝数为W1，副 绕组匝数为W2。当原边接上电源电压u1，副边开路时，原绕组中注过的电流为i0，称空载电流，产生的磁通势i0W1为空载磁通势。在空载磁通势i0W1的作用下，磁路中产生磁通，因此空载磙势又称为励磁磁通势，空载电流又称为励磁电流。
i1i2φ1σe1u20
u1e1σe1图 2-3 变压器的空载运行
1.空载运行时的物理情况
空载是变压器的一种运行状态，它是负载运行的一个特殊情况，即副边电流等于零的情况。
2.感应电动势和漏电动势
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1）感应电功势 在变压器的一次绕组加上电源频率为fe?f1的正弦交流电压u1，则e1和
?也按正弦规律变化。假设主磁通?m??msin?1t，根据电磁感应定律，则一次绕组的感应
电动势
e1??N1d?m ???1N1?mcos?1t??1N1?msin??1t?90???E1msin??1t?90?? (2-4）
dt由上式可知，当主磁通?m按正弦规律变化时，由它产生的感应电动势也按正弦规律变化，但在时间相位上滞后于主磁通90，其有效值为：
?E1?E1m2??1N1?m2?2?f1N1?m2 (2-5）
?2?f1N1?m?4.44f1N1?m
同理，二次绕组的感应电动势的有效值为
E2?2?f1N2?m?4.44f1N2?m (2-6）
这样，e1和e2可用相量表示为
E1??j4.44f1N1?m (2-7） E2??j4.44f1N2?m (2-8）
2）漏磁电动势 变压器一次绕组的漏磁通?m也将在一次绕组中感应产生一个漏磁电动势e1?
根据前面的分析，同样可得出
??E1???j2?f1N2?1???j4.44f1N1?1? (2-9）
上式转换成E1???j?1L1?I0??jX1I0 (2-10） 3.空载运行时的电动势平衡式和电压比
根据基尔霍夫第二定律可以列出空载运行时的一次侧和二次侧电动势平衡式的相量形式为
??????U1??E1?E1??I0R1??E1?jI0X1?I0R1??E1?I0Z1 (2-11）
U20?E2 (2-12）
??????????? 18
式中R1——一次绕组的电阻；
Z1——一次绕组的漏阻抗，Z1?R1?jX1。
4.空载运行时的等效电路
?E1?I0Zf?I0?Rf?Xf? (2-13）
式中Zf——变压器的励磁阻抗，Zf?Rf?jXf； (2-14）
???Rf——励磁电阻，对应铁心损耗?PFe的等效电阻； Xf——励磁电抗，反应主磁通的作用。
由上可得： U1??E1?I0Z1?I0Zf?I0Z1?I0Zf?z1 (2-15）
????????Zf、Rf和Xf之间有下列关系：
Zf??PE12,Rf?2Fe,Xf?Z2f?Rf (2-16） I0I0U1jIX01
图 2-4 变压器空载运行时的等效电路与相量图
E1-E1IR01R1I1U1x1φI00E1RfXfE =U220mφ二、变压器的负载运行
1.变压器负载运行时的物理情况
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2.负载运行时的基本方程式
1）磁动势平衡方程式 F0?F1?F2 或 N1I0?N1I1?N2I2(2-17）
2）电动势平衡方程式
根据基尔霍夫第二定律变压器在负载时的一次、二次绕组的电动势平衡式为
??????U1??E1?I1Z1 (2-18） U2?E2?I2Z2 (2-19）
综上所述，可得到变压器负载运行时的基本方程式
?????N1I0?N1I1?N2I2?????U1??E1?I1Z1?????U2?E2?I2Z2????E1??I0Zf??E1?kE2????U2?I2Z?L??????(2-20）
第三节 变压器的等效电路和参数测定
一、变压器负载时的等效电路
变压器的原边接在电源上，副边接上负载的运行情况叫做变压器的负载运行。图2-5为变压器负载运行的原理示意图。
图 2-5 变压器负载运行时的等效电路图
R1I1U1x1R2I2X2E1E2U2ZL 20