2024年6月2日发(作者：萨雨兰)

变压器原理

§变压器基本工作原理、结构与额定数据

一、理想变压器的运行原理：

u

1

i

1









e

2

·变压器电动势：匝数为N的线圈环链



，当



变化时，线圈两端感生电动势

e的大小与N及

d

dt

e

1

成正比，方向由楞次定律决定。

·楞次定律：在变化磁场中线圈感应电动势的方向总是使它推动的电流产生另

一个磁场，阻止原有磁场的变化。

A

U

1

I

1

Φ

E

1

I

2

E

2

x

U

2

a

高

U

1

A

e

1

e

2

高

Z

L

U

2

高

X

变压器的基本结构

高

X

Z

L

U

1

+ e

1

=0

原方等效电路

(假定原方线圈电阻值为零)

U

2

－e

2

=0

副方等效电路

·假设：1、一二次侧完全耦合无漏磁，忽略一二次侧线圈电阻；

2、忽略铁心损耗；

3、忽略铁心磁阻；

4、

U

1

为正弦电压。

·假定正向：电动势是箭头指向为高，电压是箭头指向为低。

·主磁通方向由一次侧励磁电流和绕组缠绕方向通过右手螺旋法则确定。

·一次侧感应电动势的符号：由它推动的电流应当与励磁电流方向相反，所以

它的实际方向应当高电位在上，图中的假定正向与实际方向相反，故有

e

1

N

1

d

dt

·二次侧感应电动势的符号：由它推动的电流应当阻止主磁通的变化，即按右

手螺旋法则应当产生与主磁通方向相反的磁通，按图中副方绕组的缠绕方向，

它的实际方向也应当高电位在上，图中的假定正向与实际方向也相反，所以有

e

2

N

2

d

dt

，一二次侧感应电动势同相位。

u

1



e

1

u

2



e

2



e

1

N

1

E

1

U

1



e

2

N

2

E

2

U

2

而按照电路理论，有

·变压器的电压变比

K

e

·因为假定铁心损耗为零，故有变压器一二次侧视在功率相等：

I

1

1



U

1

I

1

=U

2

I

2

,故

I

2

K

e

U

2



U

1

2

Z, ZK

L

e

Z

L

·

L

I

2

I

1

·变压器的功能是在实现对电压有效值变换的同时，

还实现了对电流有效值和阻抗大小的变换。

二、基本结构〖阅读〗

三、额定数据

·

S

N

：额定工况下输出视在功率保证值。因变压器效率极高，一般认为一、二

次侧视在功率相等。

·

U

：额定工况下，二次侧开路时的一、二次侧线电压。

/

U

1N2N

·

I

1

：额定工况下的线电流。

I

N

/

2N

·单相变压器：

S

；三相变压器：

S

3UI3UI

UIUI

N1N1N2N2N

N1N1N2N2N

§变压器运行分析

一、空载运行分析与一次侧绕组等值电路

一次侧加正弦电压，则产生磁通



=sin



t

m

2024年6月2日发(作者：萨雨兰)

变压器原理

§变压器基本工作原理、结构与额定数据

一、理想变压器的运行原理：

u

1

i

1









e

2

·变压器电动势：匝数为N的线圈环链



，当



变化时，线圈两端感生电动势

e的大小与N及

d

dt

e

1

成正比，方向由楞次定律决定。

·楞次定律：在变化磁场中线圈感应电动势的方向总是使它推动的电流产生另

一个磁场，阻止原有磁场的变化。

A

U

1

I

1

Φ

E

1

I

2

E

2

x

U

2

a

高

U

1

A

e

1

e

2

高

Z

L

U

2

高

X

变压器的基本结构

高

X

Z

L

U

1

+ e

1

=0

原方等效电路

(假定原方线圈电阻值为零)

U

2

－e

2

=0

副方等效电路

·假设：1、一二次侧完全耦合无漏磁，忽略一二次侧线圈电阻；

2、忽略铁心损耗；

3、忽略铁心磁阻；

4、

U

1

为正弦电压。

·假定正向：电动势是箭头指向为高，电压是箭头指向为低。

·主磁通方向由一次侧励磁电流和绕组缠绕方向通过右手螺旋法则确定。

·一次侧感应电动势的符号：由它推动的电流应当与励磁电流方向相反，所以

它的实际方向应当高电位在上，图中的假定正向与实际方向相反，故有

e

1

N

1

d

dt

·二次侧感应电动势的符号：由它推动的电流应当阻止主磁通的变化，即按右

手螺旋法则应当产生与主磁通方向相反的磁通，按图中副方绕组的缠绕方向，

它的实际方向也应当高电位在上，图中的假定正向与实际方向也相反，所以有

e

2

N

2

d

dt

，一二次侧感应电动势同相位。

u

1



e

1

u

2



e

2



e

1

N

1

E

1

U

1



e

2

N

2

E

2

U

2

而按照电路理论，有

·变压器的电压变比

K

e

·因为假定铁心损耗为零，故有变压器一二次侧视在功率相等：

I

1

1



U

1

I

1

=U

2

I

2

,故

I

2

K

e

U

2



U

1

2

Z, ZK

L

e

Z

L

·

L

I

2

I

1

·变压器的功能是在实现对电压有效值变换的同时，

还实现了对电流有效值和阻抗大小的变换。

二、基本结构〖阅读〗

三、额定数据

·

S

N

：额定工况下输出视在功率保证值。因变压器效率极高，一般认为一、二

次侧视在功率相等。

·

U

：额定工况下，二次侧开路时的一、二次侧线电压。

/

U

1N2N

·

I

1

：额定工况下的线电流。

I

N

/

2N

·单相变压器：

S

；三相变压器：

S

3UI3UI

UIUI

N1N1N2N2N

N1N1N2N2N

§变压器运行分析

一、空载运行分析与一次侧绕组等值电路

一次侧加正弦电压，则产生磁通



=sin



t

m