變壓器是一種靜止電器，它通過線圈間的電磁感應(yīng)，將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。確切地說，它具有變壓、變流、變換阻抗和隔離電路的作用。變壓器（Transformer）是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級線圈、次級線圈和鐵芯（磁芯）。主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓（磁飽和變壓器）等。按用途可以分為：電力變壓器和特殊變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　變壓器的發(fā)展歷史：
　　法拉第在1831年8月29日發(fā)明了一個“電感環(huán)”，稱為“法拉第感應(yīng)線圈”，實際上是世界上第一只變壓器雛形。但法拉第只是用它來示范電磁感應(yīng)原理，并沒有考慮過它可以有實際的用途。

　　1881年，路森·戈拉爾（Lucien Gaulard）和約翰·狄克遜·吉布斯（John Dixon Gibbs）在倫敦展示一種稱為“二次手發(fā)電機(jī)”的設(shè)備，然后把這項技術(shù)賣給了美國西屋公司， 這可能是第一個實用的電力變壓器，但并不是最早的變壓器。1884年，路森·戈拉爾和約翰·狄克遜·吉布斯在采用電力照明的意大利都靈市展示了他們的設(shè)備。早期變壓器采用直線型鐵心，后來被更有效的環(huán)形鐵心取代。

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　西屋公司的工程師威廉·史坦雷從喬治·威斯汀豪斯、路森·戈拉爾與約翰·狄克遜·吉布斯買來變壓器專利以后，在1885年制造了第一臺實用的變壓器。后來變壓器的鐵心由E型的鐵片疊合而成，并于1886年開始商業(yè)運用。變壓器變壓原理首先由法拉第發(fā)現(xiàn)，但是直到十九世紀(jì)80年代才開始實際應(yīng)用。在發(fā)電場應(yīng)該輸出直流電和交流電的競爭中，交流電能夠使用變壓器是其優(yōu)勢之一。變壓器可以將電能轉(zhuǎn)換成高電壓低電流形式，然后再轉(zhuǎn)換回去，因此大大減小了電能在輸送過程中的損失，使得電能的經(jīng)濟(jì)輸送距離達(dá)到更遠(yuǎn)。如此一來，發(fā)電廠就可以建在遠(yuǎn)離用電的地方。世界大多數(shù)電力經(jīng)過一系列的變壓最終才到達(dá)用戶那里的。

　　變壓器的基本結(jié)構(gòu)：
　　變壓器的基本結(jié)構(gòu)分為四個部分：

　?、勹F心—變壓器的磁路；

　　②繞組—變壓器的電路；

　?、劢^緣結(jié)構(gòu)；

　　④油箱等其它部分。

　　（1）鐵心

　　鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分組成。變壓器的主磁路，為了提高導(dǎo)磁性能和減少鐵損，用厚為0.35-0.5mm、表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊成。

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　變壓器的鐵心中，每片硅鋼片為拼接片。在疊片時，采用疊接式，即將上下兩層疊片的接縫錯開，可縮小接縫間隙，以減小勵磁電流。如下圖所示。

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　當(dāng)采用冷軋硅鋼片時，應(yīng)用斜切鋼片的疊裝方法，可提高導(dǎo)磁系數(shù)，降低損耗。

　　疊裝好的鐵心其鐵軛用槽鋼（或焊接夾件）及螺桿固定。鐵心柱則用環(huán)氧無緯玻璃絲粘帶綁扎。

　　鐵心柱的截面在小型變壓器中采用方形。在容量較大的變壓器中，采用階梯形截面。

　　鐵軛的截面有矩形及階梯形的，其截面一般比鐵心柱截面大（5~10）%，以減小空載電流和空載損耗。

　　（2）繞組

　　繞組是變壓器的電路，一般用絕緣銅線或鋁線（扁線或圓線）繞制而成。

　　下圖所示有兩組：一個繞組與電源相連，稱為一次繞組（或原繞組），這一側(cè)稱為一次側(cè)（或原邊）；另一個繞組與負(fù)載相連，稱為二次繞組（或副繞組），這一側(cè)稱為二次側(cè)（或副邊）。

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　對于三相變壓器，根據(jù)兩組繞組的相對位置，繞組可分為同心式和交疊式兩種，如以下兩圖所示。

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　同心式繞組

　　變壓器的工作原理、分類及其結(jié)構(gòu)

　　交迭式繞組

　　根據(jù)繞組和鐵心的相對位置，變壓器有殼式結(jié)構(gòu)和心式結(jié)構(gòu)兩種，如以下兩圖所示。

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