变压器原理是什么，变压器知识大全

很多朋友对变压器原理是什么，变压器知识大全不是很了解，每日小编刚好整理了这方面的知识，今天就来带大家一探究竟。

变压器结构示意图变压器的基本结构部件是铁芯和绕组，它们构成了变压器的本体。为了改善散热条件，大、中容量变压器的器身浸在充满变压器油的封闭油箱中，各绕组与外电路的连接通过绝缘套管引出。为了使变压器运行安全可靠，还有储油箱、气体继电器、安全风道等附件。(1)铁芯

铁芯不仅作为变压器的磁路，它也是变压器的机械骨架。为了提高导磁率能量，减少铁芯中交变磁通造成的损耗，变压器的铁芯采用厚度为0.35-0.5毫米的电工钢片，电工钢片的两面都涂有绝缘层，起到绝缘作用。高磁导率、低损耗的冷轧电工钢板多用于大容量变压器。

电力变压器的铁芯一般采用心形结构，其铁芯可分为铁芯柱(带绕组的部分)和铁轭(连接两个铁芯柱的部分)两部分。绕组套在芯柱上，铁轭闭合芯柱之间的磁路。芯柱和磁轭组合成整体铁芯时，往往采用重叠装配，使各层接缝不在同一处，可以降低励磁电流，但缺点是装配复杂费时。在一般的变压器中，芯柱的截面是外接圆的形式。

只有当变压器容量较小时，才使用方形。交流磁通会在铁芯中引起涡流损耗和磁滞损耗，使铁芯发热。在大容量变压器的铁芯中，经常设置油沟。铁芯浸在变压器油中，油流经油路时可以带走铁芯中的热量。

(2)缠绕

绕组是变压器的电路部分，用来传输电能。一般分为高压绕组和低压绕组。连接到较高电压的绕组称为高压绕组；连接到较低电压的绕组称为低压绕组。在能量转换和传输方面，连接电源并从电源吸收电能的绕组称为初级绕组(也称初级绕组或初级绕组)；与负载连接并向负载传递电能的绕组称为二次绕组(也称二次绕组或二次绕组)。绕组通常由绝缘铜线制成。

高压绕组匝数多，导体截面小；低压绕组匝数少，导体截面大。为了保证变压器的安全可靠运行和足够的使用寿命，对绕组的电气性能、耐热性和机械强度都有一定的要求。绕组是几个线圈按照一定规律连接而成的组合。根据高压绕组和低压绕组位置的不同，绕组结构可分为同心式和重叠式。

同心绕组是同心套在芯柱上的高压绕组和低压绕组。为了绝缘方便，低压绕组紧贴铁芯，高压绕组套在低压绕组外面，两个绕组之间留有油道。第一油道用作绕组间的绝缘间隙；第二，作为散热通道，油从油路流过冷却绕组。

在单相变压器中，高压绕组和低压绕组分为两部分，分别套在两个铁芯柱上，两部分可以串联也可以并联；在三相变压器中，属于同一相的所有高低压绕组都套在同一芯柱上。同心绕组结构简单，制造方便，在铁心变压器中普遍采用。重叠绕组由分成若干线饼的高压绕组和低压绕组组成，线饼沿芯柱交替排列。

为了便于绝缘和散热，高压绕组和低压绕组之间留有油道，低压绕组放在靠近铁轭的上下两层。重叠绕组机械强度高，引入方便。壳式变压器一般采用这种结构。

(3)燃料箱和附件

1、油箱：油箱是油浸式变压器的外壳。变压器在运行中，绕组和铁芯会产生热量。为了将热量快速散发到周围空气中，可以采用增大散热面积的方法。变压器油箱的结构型式主要有平板式和管式。

对于大容量的变压器，采用带散热管的管状油箱，以增加散热面积。当油受热膨胀时，罐内热油上升到油箱上部，经散热管冷却后的油落到油箱底部，形成自然循环，向周围空气散热。对于大容量的变压器，也可以采用强制冷却，比如用风扇吹变压器，提高散热效果。

高低压绕组套在铁芯上时，变压器油总称为变压器本体。变压器本体放置在油箱内，油箱内装有变压器油。

2、变压器油：变压器油是一种矿物油，绝缘性能良好。变压器油有两个作用：起到变压器绕组之间、绕组与铁芯、油箱之间的绝缘作用，提高绕组的绝缘强度。因为油的绝缘性比空气好。(2)变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组有散热作用，因为通过油受热后的对流作用，可以将绕组和铁心的热量带到油箱壁上，再由油箱壁散发到空气中。

对变压器油的要求是：绝缘强度高；燃点高；粘度低；水分和杂质的含量应尽可能低。

3、储油箱：变压器油受热后会膨胀，所以油箱不能密封。为了减少油与空气的接触面积，变压器配有储油箱。储油箱固定在油箱顶部，通过管道与油箱直接连通。储油箱的上部设有油塞，用于向变压器中补充油，储油箱的下部设有放油阀，用于排出变压器油。储油箱将油箱内部与外界空气隔绝，减少了油氧化和吸水的面积。

储油箱中油位的高度控制在一定范围内。当油因受热膨胀时，一部分油被挤入储油箱，使油位升高，当油因冷收缩时，这部分油又流回油箱，使油位降低。储油箱的尺寸应满足在各种可能的运行温度下，变压器的油位能始终在储油箱的范围内升降。储油箱的一侧有一个油位计，用来检查油位高度的变化。

此外，储油罐还装有除湿机，这是一种空气过滤装置。外界空气只有经过除湿器干燥后才能进入储油箱，使油箱内的油不易变质损坏。

4、气体继电器(Gas relay):安装在变压器油箱与储油箱之间的管路中，是主保护装置。有一个带水银开关的浮标和一个可以驱动水银开关的挡板。

变压器故障时，产生的气体聚集在气体继电器的上部，油位下降，浮标下沉，水银开关打开发出信号；当变压器发生严重故障时，油流冲破挡板，挡板偏转时，带动一套机构接通另一只水银开关，发出信号并跳闸，切断变压器电源。

5、安全风道(防爆管):大容量变压器的箱盖上也装有安全风道，是一个长钢筒，下部与油箱相通，上部装有防爆膜。当变压器内部发生严重故障，产生大量气体时，油箱内压力迅速上升，冲破安全气道上的防爆膜，喷出气体消除压力，避免重大事故发生。

6、分接开关：在电力系统中，为了将变压器的输出电压控制在允许的范围内，要求变压器初级绕组的匝数在一定范围内可调，所以初级绕组一般装有抽头，称为抽头。通过给开关连接不同的接头，可以改变初级绕组的匝数，达到调节电压的目的。分接开关分为有载分接开关和无载分接开关。

7、绝缘套管：安装在变压器油箱盖上，将线圈引线端引出油箱，使引线与油箱绝缘。1KV以下采用绝缘瓷套管，10和10-35KV之间采用充气或充油套管，110KV以上采用电容套管。8、测温装置：监测变压器油位温度。水银温度计用于小型油浸变压器，压力温度计用于大型变压器。

变压器的分类。按功能分类。变压器可分为普通电力变压器(如配电变压器、输电变压器等。)和特种变压器(如试验变压器、电炉变压器、整流变压器、焊接变压器、各种调压器等。)根据它们的功能。

2.按相数分类。变压器按相数可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器(如六相整流的变压器)。我国电力系统中使用的电力变压器多为三相变压器。

如果三相变压器的容量太大太笨重，由于从制造厂到安装地点的运输条件，需要降低变压器的体积和质量，可以考虑将三个相同的单相变压器的绕组按照一定的方式连接起来，组成一个三相变压器组。比如500kV电压等级的变压器大多采用三相变压器组，其三相磁路是独立的，每相的主磁通以自己的铁芯为磁路。

三相变压器与同容量的三相变压器组相比，铁磁性材料消耗少，运行电能损耗小，占地面积小，有条件的应优先选用三相变压器。

3.按电压调节方式分类。变压器按调压方式可分为空载调压变压器和有载调压变压器。空载调压变压器只有在停电时才能切换抽头，其调压装置结构简单。有载调压变压器可以在不停电的情况下切换抽头，其调压装置结构相对复杂，成本高，对维护要求高。

4.根据绕组数量分类。变压器按绕组数可分为双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器和多绕组变压器。近年来，三绕组变压器在电力系统中的应用越来越多，主要用于需要三种不同电压等级的场合。一台三绕组变压器与两台双绕组变压器相比，可以节省材料和占地面积，减少辅助设备，提高运行效率，方便维护。

只有当某一电压等级的输送容量很小，并且在三个电压等级之间使用几台小容量的双绕组变压器可以显著降低总容量时，才可以考虑使用双绕组变压器。三绕组变压器的高压、中压和低压绕组通常套在一个铁芯柱上。由于绝缘结构的要求，高压绕组往往被套在最外侧。由于升压变压器的功率主要是从低压侧传递到高压侧和中压侧，其低压绕组往往被套在高压和中压绕组之间。

这样升压变压器的高压绕组在最外面，低压绕组在中间，中压绕组离铁芯最近。对于降压变压器，绕组布置采用高压绕组在最外面，中压绕组在中间，低压绕组离铁芯最近的方式，以降低绝缘成本。

5.按绝缘和冷却方法分类。变压器按绝缘和冷却方式可分为油浸式、干式和气体绝缘式。其中油浸式变压器包括油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷和强制油循环冷却。油浸式电力变压器以其散热好、损耗低、容量大、价格低等优点得到了广泛的应用。6.按照核心结构分类。变压器按铁心结构可分为铁心变压器和外壳变压器。

7.按容量分类。变压器按容量可分为小型变压器(10 ~ 630 kva)、中型变压器(800~6300kVA)、大型变压器(8000 ~ 63000 kva)和特大型变压器(90000kVA以上)。

8.根据中性点绝缘分类。变压器按中性点绝缘可分为全绝缘变压器和分级绝缘变压器。所谓全绝缘，就是星形连接的变压器中性点的绝缘水平与三相出线的绝缘水平相同，例如60kV及以下电压等级的变压器中性点绝缘就是这样采用的。

所谓分级绝缘，就是中性点的绝缘水平低于三相出线的绝缘水平。比如110kV电压等级的变压器中性点绝缘等级为35kV，220kV电压等级的变压器中性点绝缘等级为110kV。采用分级绝缘后，由于变压器内部绝缘尺寸的减小，变压器的尺寸可以相应减小，成本也降低很多。

变压器特性参数变压器铁芯损耗的工作频率与频率有很大的关系，要根据工作频率来设计和使用，工作频率称为工作频率。额定功率在规定的频率和电压下，变压器能长时间工作而不超过规定的温升输出功率。额定电压是指变压器线圈上允许施加的电压，工作时不应大于规定值。电压比是指变压器一次电压与二次电压的比值，空载电压比和负载电压比是有区别的。空载电流

当变压器副边开路时，原边仍有一定的电流，称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz的电力变压器，空载电流基本上等于磁化电流。空载损耗是指当变压器次级开路时，在初级测得的功率损耗。主要损耗是铁芯损耗，其次是空载电流对初级线圈铜电阻造成的损耗(铜损)，很小。效率

指二次功率P2与一次功率P1之比的百分比。一般来说，变压器的额定功率越大，效率越高。绝缘电阻表示变压器绕组之间以及绕组与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻与所用绝缘材料的性能、温度和湿度有关。

变压器工作原理单相变压器有两个线圈一起绕在一个封闭的铁芯上，如右图所示，其中与电源相连的线圈称为一次线圈，与一次线圈有关的符号在右下角用角码1标注，如U1、I1，与负载项链相连的线圈称为二次线圈，与各量有关的符号在右下角用角码2标注，如U1、i1。

这种变压器的工作原理是：当交流电压u1加在变压器的初级绕组上时，初级绕组中产生交流电流i1，这个电流在铁芯中产生交变磁通。由于一次绕组和二次绕组在同一个铁芯上，当磁通量通过二次绕组时，在变压器的二次侧产生感应电动势e2(即变压器电压)。变压器中感应电动势的大小与线圈匝数、磁通量大小、电源频率成正比。

变压器变压比在一般的电力变压器中，绕组电阻压降很小，可以忽略不计，因此在原边绕组中可以认为电压U1=E1。由于副边绕组开路，电流I2=0，它的端电压U2与感应电动势E2相等，即U2=E2。所以由上面的原、副边感应电动势公式得：

公式中K为原边电压U1和副边电压U2之比，这个K的数值称为变压器的变压比。

由上是表明，变压器原、副边绕组的电压比等于原、副绕组的匝数比，因此如果要原、副边绕组有不同的电压，只要改变他们的匝数即可。当N1N2时，K1，变压器降压；当N1N2时，K1，变压器升压。

对于已经支撑的变压器而言，其K为定值，故副边电压和原边电压成正比，也就是说副边电压随着原边电压的升高而升高，降低而降低。但加载原边绕组两端的电压必须为额定值。因为，当外加电压比额定电压略有超过时，原边绕组中通过的电流将大大增加，如果把额定电压为220V的变压器错误的接到380V的线路上，则原绕组的电流将急剧增大，致使变压器烧毁。

把变压器的副边绕组负载接通后，在副边电路中有电流I2通过，此时，称变压器负载运行。由于副边绕组中电流I2也将在铁芯中产生磁通（即自感应现象），这种磁通对于原边电流所产生的磁通而言，是起去磁作用的，即铁芯中的磁通应为原边、副边绕组中电流产生的磁通的合成。但在外加电压U1和电源频率f不变的条件下，由近似公式：

上式中可以看出，合成磁通应基本保持不变。因此，随着I2出现，原边绕组中通过的电流I1将增加，这样才能使得原绕组中的磁通以免体校副绕组的磁通，另一面维持铁芯中的合成磁通保持不变。由此可知，变压器原边电流I1的大小是由副边电流I2的大小来决定的。

从能量观点来看，变压器原边线圈从电源吸取的功率P1应等于副边线圈的输出功率P2（忽略变压器的线圈电阻和磁通的传递损耗），即：

P1=P2或I1U1=I2U2

所以变压比：

由此可见，变压器原边、副边的电流比与他们的匝数比或电压比成反比。例如一台变压器的匝数N1N2，是升压变压器，则电流I1I2；如果绕组匝数N1N2为降压变压器，则电流I2I1。也就是说，电压高的一边电流小，而电压低的一边电流大。

生活中常见变压器及其应用生活中我们常常会用到变压器，电视机里，收录机里，空调里等电器里都会见到变压器。那么生活中常见的变压器有哪些，又是怎么用到的呢？看了这篇文章，我们多多少少有了一些了解。以下是对一些常用电压器的详细介绍：

1、中频变压器打开收录机后盖，在线路板上就能看见几只银白色的正方体金属壳上边有个“一”字槽口，可用无感螺丝刀轻轻旋动，有红、白、绿等颜色，这就是中频变压器。晶体管收音机中采用的中频变压器有单调谐回路和双调谐回路两种。其外形和电路符号如图1所示。

中频变压器主要在收音机作选频、级间耦合用。选频就是指在许多的信号中，选出有用的信号频率，并把有用的信号传送出去。在调幅收音机中，就是通过中频变压器来选出465kHz的有用信号。并耦合到下一级去放大。同时，抑制465kHz以外的信号，使它无法传送到下一级中去。

2、电源变压器在日常生活中，各种家用电器所使用的电压不同。家用电器都是使用低压直流电源工作的需要用电源变压器把220V交流市电变换成低压交流电，再通过二极管整流，电容器滤波，形成直流电供电器工作。而且在这个转变过程中，自身的能量损耗较小，从而达到了方便、经济的目的。电视机显像管需要上万伏的电压来工作，是由“行输出变压器”供给的。

针对电子设备的种类繁多，所需要的电压伏数和所要求输送的功率不同以及安装的位置和整机内部的空间大小小同等特点，变压器的种类和外形也相应不同。常见的电源变压器的外形如图2所示。

从图2中可看出，电源变压器有“口”字形、“日”字形、“C”字形等几种外形。即使同样的外形，其体积大小也不尽相同。如收音机中的电源变压器与电视机或功率放大机中的变压器相比体积小很多。

3、开关电源变压器开关电源变压器是彩色电视机开关稳压电源中的重要器件，它是—种脉冲变压器。其作用是进行功率传送，为彩电整机提供所需的电源电压以及实现输入与输出的可靠电隔离。常见开关电源变压器的外形和符号如图3所示。

4、输入、输出变压器输入、输出变压器的主要作用是：实现阻抗匹配；无畸变地传送信号电压和信号功率；对直流具有隔离作用。常见输入、输出变压器外形和符号如图4所示。

输入、输出变压器的用途是：输出变压器把晶体管收音机末级功率放大器的输出功率耦合到扬声器，使功率放大管的最佳负载和扬声器的音圈阻抗匹配。录音机和电视机中，功率管和扬声器的锅耦合也离不开它。输入变压器通常是低频电路中末前级和末级之间的耦合变压器。

5、行输出变压器（1）黑白电视机行输出变压器

行输出变压器简称FBT，有时也简称行逆程变压器。黑白电视机行输出变压器主要有“分离式”和“一体化”两种。分离式现在已经很少采用。

一体化式行输出变压器是将高低压线圈、高压整流管、塑料骨架、高压线圈及外壳等用无毒性、无腐蚀性、耐高温、高绝缘的化工材料封装在一起构成的。图5所示是一体化行输出变压器的外形结构图。

（2）彩色电视机行输出变压器（FDT）

彩色电视机均采用了多级一次升压式行输出变压器。这种行输出变压器的高压绕组分成多段绕制，并在各段之间分别接上高压整流二极管，其输出的直流超高压是经过多级整流，再串联在一起而产生的，因此被称为多级一次升压方式。由于这种行输出变压器的高压绕组、低压绕组和高压整流二极管均被封装在一个壳体内，所以又常被称作一体化行输出变压器。

图6所示是一种实用的四级升压行输出变压器的结构和升比原理图。

以上知识分享希望能够帮助到大家！