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變壓器工作原理范文1

1、三相變壓器是3個相同的容量單相變壓器的組合。它有三個鐵芯柱，每個鐵芯柱都繞著同一相的2個線圈，一個是高壓線圈，另一個是低壓線圈。三相變壓器是產(chǎn)生幅值相等、頻率相等、相位互差120°電勢的發(fā)電機稱為三相發(fā)電機；以三相發(fā)電機作為電源，稱為三相電源；以三相電源供電的電路，稱為三相電路。U、V、W稱為三相，相與相之間的電壓是線電壓，電壓為380V.相與中心線之間稱為相電壓，電壓是220V.三相變壓器工作原理：

2、變壓器的基本工作原理是電磁感應(yīng)原理。當(dāng)交流電壓加到一次側(cè)繞組后交流電流流入該繞組就產(chǎn)生勵磁作用，在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通，這個交變磁通不僅穿過一次側(cè)繞組，同時也穿過二次側(cè)繞組，它分別在兩個繞組中引起感應(yīng)電動勢。這時如果二次側(cè)與外電路的負(fù)載接通，便有交流電流流出，于是輸出電能。變壓器有不同的使用條件、安裝場所，有不同的電壓等級和容量級別，有不同的結(jié)構(gòu)形式和冷卻方式，所以應(yīng)按不同原則進(jìn)行分類。

3、變壓器分為電力變壓器（又可分為升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、廠用變壓器等）、特種變壓器（電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）、儀用互感器（電壓互感器、電流互感器）、試驗用的高奪變壓器和調(diào)壓器等。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

變壓器工作原理范文2

課程名稱：

電機與變壓器

適用專業(yè)：

中等職業(yè)學(xué)校電氣技術(shù)應(yīng)用（電氣設(shè)備安裝與維護(hù)）專業(yè)

1．前言

1．1課程性質(zhì)

電機與變壓器是中等職業(yè)學(xué)校電氣技術(shù)應(yīng)用（電氣設(shè)備安裝與維護(hù)）專業(yè)的一門專業(yè)課程，也是電氣技術(shù)應(yīng)用（電氣設(shè)備安裝與維護(hù)）專業(yè)的一門專業(yè)必修課程。通過學(xué)習(xí)該課程，使學(xué)生對電機與變壓器的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及使用維護(hù)知識有一定的了解。主要內(nèi)容包括：變壓器、交流異步電動機、直流電機、同步電機與特種電機的結(jié)構(gòu)、原理、主要特性及使用維護(hù)知識。

1．2設(shè)計思路

以電氣技術(shù)應(yīng)用（電氣設(shè)備安裝與維護(hù)）專業(yè)中的變壓器與電動機的基本操作任務(wù)為依據(jù)設(shè)置本課程。課程內(nèi)容的選取緊緊圍繞完成電機與變壓器課程所需的職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)，同時充分考慮本專業(yè)中職生對相關(guān)理論知識的需要，并融入維修電工職業(yè)資格鑒定四級的相關(guān)要求。

本課程建議為120課時。

2、課程目標(biāo)

通過本課程的學(xué)習(xí)，對電工類學(xué)生進(jìn)行電機、變壓器基礎(chǔ)知識教學(xué)，使學(xué)生能夠初步掌握電動機和變壓器的結(jié)構(gòu)、原理、特性和一般使用維護(hù)方法。達(dá)到維修電工崗位四級職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求，在完成本課程相關(guān)崗位的學(xué)習(xí)任務(wù)中培養(yǎng)學(xué)生誠實守信、善于溝通合作的品質(zhì)，并在此基礎(chǔ)上達(dá)到以下職業(yè)能力培養(yǎng)目標(biāo)。

l

掌握常用變壓器的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性和使用維護(hù)知識。

l

掌握常用交流異步電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性和使用維護(hù)知識。

l

掌握常用直流電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理、主要特性和使用維護(hù)知識。

l

了解同步電機與特種電機的結(jié)構(gòu)、原理、主要性能和用途。

l

培養(yǎng)學(xué)生對電機、變壓器進(jìn)行一般檢測和一般故障分析的能力。

l

了解與本課程有關(guān)的新工藝、新技術(shù)。

l

初步具有查閱電機、變壓器有關(guān)資料和手冊的能力。

3.課程內(nèi)容和要求

序號

工作

任務(wù)

課程內(nèi)容與教學(xué)要求

活動設(shè)計

參考

課時

1

變壓器的分類

、結(jié)構(gòu)和原理

教學(xué)內(nèi)容：

一、

變壓器的分類和用途

二、

變壓器的結(jié)構(gòu)與冷卻方式

三、

變壓器的原理

四、

變壓器的空載試驗和短路試驗

教學(xué)要求：

1、了解變壓器的常用分類及用途

2、了解變壓器的結(jié)構(gòu)和主要附件的作用

3、掌握單相變壓器的工作原理

4、熟練掌握變壓器空載運行時電壓變換關(guān)系、變化及負(fù)載運行時的電流變換關(guān)系和阻抗變換計算

5、掌握變壓器的外特性、了解其運行時損耗、效率及其簡單計算

6、掌握變壓器空載和短路試驗的目的和實際意義

1、利用多媒體展示變壓器的實物照片，使學(xué)生有一定的感性認(rèn)識。

2、通過動畫效果的演示，使學(xué)生能掌握單相變壓器的工作原理。

3、通過變壓器的空載試驗和短路試驗，使學(xué)生對變壓器運行時的損耗和效率有一定的了解。

12

2

變壓器繞組的極性測定與連接

教學(xué)內(nèi)容：

一、

單相變壓器繞組的極性

二、

三相變壓器繞組的連接及連接組別

三、

用交流法測定三相變壓器繞組極性

四、

電力變壓器的銘牌參數(shù)

教學(xué)要求：

1、熟悉單相變壓器繞組極性的概念和判別的方法

2、了解三相變壓器的組成和三相繞組的首尾判別

1、利用多媒體演示，使學(xué)生熟悉變壓器繞組極性的概念。

2、在課堂上通過直觀法以及儀表測試法的操作演示，使學(xué)生熟悉變壓器繞組極性的測定方法

3、通過交流法測定三相變壓器繞組極性的實驗，使學(xué)生掌握該測定方法

4、通過變壓器銘牌實物的展示及分析，讓學(xué)生更加直

12

序號

工作

任務(wù)

課程內(nèi)容與教學(xué)要求

活動設(shè)計

參考

課時

3、掌握三相變壓器的連接組別概念，了解常用三相變壓器連接組別的判別方法，會用交流法測定三相變壓器繞組極性

4、了解電力變壓器銘牌參數(shù)的意義，能進(jìn)行變壓器簡單的參數(shù)計算

觀地了解變壓器名牌參數(shù)的意義，增加學(xué)生的感性認(rèn)識。

3

變壓器的并聯(lián)運行維護(hù)和檢修

教學(xué)內(nèi)容：

一、

三相變壓器的并聯(lián)運行

二、

變壓器的維護(hù)及檢修

教學(xué)要求：

1、

掌握變壓器并聯(lián)運行的條件。

2、

了解變壓器運行中的日常維護(hù)項目，知道變壓器的常見故障處理方法和原則。

讓學(xué)生觀看變壓器日常維護(hù)的相關(guān)視頻，使學(xué)生更加直觀的了解變壓器常見故障的處理方法。

6

4

特殊用途的變壓器

教學(xué)內(nèi)容：

一、

自耦變壓器

二、

儀用變壓器

三、

電焊變壓器

四、

小型單相變壓器的設(shè)計（選學(xué)）

教學(xué)要求：

1、

了解自耦變壓器的工作原理和自耦變壓器的運行特點

2、

掌握儀用變壓器的結(jié)構(gòu)及使用注意事項

3、

了解電焊變壓器的結(jié)構(gòu)特點、外特性以及輸出電流的調(diào)節(jié)方法

4、

清楚小型單相變壓器的設(shè)計方法及繞制方法

1、運用多媒體技術(shù)，將特殊變壓器的實物照片給學(xué)生看，增加他們的感性認(rèn)識。

2、通過觀看小型單相變壓器制作的視頻，讓學(xué)生對于小型變壓器的制作過程有直觀的認(rèn)識。

6

序號

工作

任務(wù)

課程內(nèi)容與教學(xué)要求

活動設(shè)計

參考

課時

5

電動機的基礎(chǔ)知識

教學(xué)內(nèi)容：

一、

電動機的種類和用途

二、

異步電動機的結(jié)構(gòu)

三、

三相異步電動機的拆裝

四、

異步電動機的工作原理

五、

電動機的銘牌和型號

教學(xué)要求：

1、

了解交流電動機的分類和用途，理解銘牌數(shù)據(jù)的意義

2、

掌握旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生及三相異步電動機的工作原理

3、

了解三相異步電動機的基本結(jié)構(gòu)及其主要性能

4、

掌握異步電動機的機械特性，理解轉(zhuǎn)差率的意義

5、通過電動機拆裝實訓(xùn)，清楚三相異步電動機一般拆裝流程

1、通過多媒體課件的演示，讓學(xué)生直觀的觀看到電動機的實物照片，對電動機的種類和用途有感性的認(rèn)識。

2、通過觀看相關(guān)電動機拆裝的視頻，讓學(xué)生了解電動機的拆裝流程，并且使學(xué)生掌握電動機的結(jié)構(gòu)。

3、通過電動機銘牌的實物展示，讓學(xué)生直觀的認(rèn)識銘牌，并且理解名牌上數(shù)據(jù)的意義。

11

6

三相異步電動機的運行

教學(xué)內(nèi)容：

一、

三相異步電動機啟動

二、

三相異步電動機的調(diào)速

三、

三相異步電動機的反轉(zhuǎn)與制動

四、

三相異步電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動試驗

五、

三相繞線式異步電動機的調(diào)速

教學(xué)要求：

1、

了解籠型轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動方法和特點，熟悉繞線轉(zhuǎn)子異步電動機的啟動方法。

2、

了解三相異步電動機的各種調(diào)速方法及特點；清楚繞線轉(zhuǎn)子異步電動機轉(zhuǎn)子繞組串電阻調(diào)速時的特點。

1、運用多媒體課件，給學(xué)生演示異步電動機啟動、調(diào)速以及制動的原理

18

序號

工作

任務(wù)

課程內(nèi)容與教學(xué)要求

活動設(shè)計

參考

課時

6

三相異步電動機的運行

3、了解三相異步電動機反轉(zhuǎn)和制動的實現(xiàn)方法、原理及其應(yīng)用。

2、采用理論知識與技能訓(xùn)練一體化的教學(xué)模式，幫助學(xué)生建立如何選擇異步電動機的啟動、反轉(zhuǎn)和制動方法的應(yīng)用能力，培養(yǎng)學(xué)生的實際操作能力。

18

7

三相異步電動機的運行

教學(xué)內(nèi)容：

一、單相異步電動機的原理、結(jié)構(gòu)及分類

二、單相異步電動機的繞組和嵌線

三、單相異步電動機的運行

四、單相異步電動機的常見故障及處理

五、小功率三相電動機改為單相電動機運行

教學(xué)要求：

1、掌握單相異步電動機的結(jié)構(gòu)、工作原理和啟動方法。

2、了解一般單相電容式異步電動機定子繞組的結(jié)構(gòu)及展開圖的繪制方法。

3、了解單相異步電動機實現(xiàn)反轉(zhuǎn)和調(diào)速的方法。

4、了解三相小型異步電動機改為單相電動機運行時的連接方法。

5、了解單相異步電動機的常見故障及分析方法。

1、通過多媒體課件的演示，讓學(xué)生直觀地了解單相電動機與三相電動機的區(qū)別，掌握單相電動機的分類及結(jié)構(gòu)。

2、通過教學(xué)掛圖以及多媒體課件的演示，讓學(xué)生掌握單相電動機的原理。

3、采用動手操作演示為主，講解為輔的方法，組織學(xué)生開展家用電風(fēng)扇常見故障的維修操作，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考和解決問題的能力。

16

序號

工作

任務(wù)

課程內(nèi)容與教學(xué)要求

活動設(shè)計

參考

課時

8

直流電動機

教學(xué)內(nèi)容：

一、直流電動機的原理、構(gòu)造、分類及銘牌

二、直流電動機的基本性能分析

三、直流電動機運行

四、直流電動機的逆運行—直流發(fā)電機

五、直流他勵電機試驗

教學(xué)要求：

1、掌握直流電動機的基本工作原理

2、熟悉直流電動機的結(jié)構(gòu)與分類，理解銘牌數(shù)據(jù)的意義。

3、了解直流電動機電樞繞組的特點，熟悉繪制直流電動機電樞繞組展開圖方法。

4、清楚直流電動機電樞電動勢、電磁功率和電磁轉(zhuǎn)矩等有關(guān)概念，會進(jìn)行簡單計算。

5、了解直流電動機電樞反應(yīng)和換向過程，掌握改善換向的方法。

6、理解直流電動機的功率、轉(zhuǎn)矩、電動勢平衡方程式及其物理意義，并能進(jìn)行簡單計算。

7、掌握直流電動機的機械特性。

8、熟悉直流電動機的啟動、調(diào)速、反轉(zhuǎn)和制動的方法及其特點。

9、了解直流發(fā)電機的工作特性和主要特點。

1、采用多媒體的教學(xué)方式，將直流電動機的基本結(jié)構(gòu)及其工作原理用動畫的形式看學(xué)生觀看，讓學(xué)生能夠比較直觀的了解直流電動機的基本工作情況。

2、在進(jìn)行直流電動機電樞電動勢、電磁功率以及電磁轉(zhuǎn)矩等參數(shù)的運算時，不采用教師為主的傳統(tǒng)教學(xué)模式，而是教師先對理論知識進(jìn)行綱要性的分析，然后通過讓學(xué)生分組，自己動手計算，將計算結(jié)果呈現(xiàn)出來。計算結(jié)束后，讓學(xué)生將計算結(jié)果以及過程在黑板上進(jìn)行討論，由教師進(jìn)行點評。

12

序號

工作

任務(wù)

課程內(nèi)容與教學(xué)要求

活動設(shè)計

參考

課時

9

三相同步電動機

教學(xué)內(nèi)容：

一、同步發(fā)電機的工作原理

二、同步發(fā)電機的基本結(jié)構(gòu)及應(yīng)用

三、同步發(fā)電機的勵磁方式和并聯(lián)運行

四、同步電動機的工作原理和啟動方法

五、同步電動機功率因數(shù)的調(diào)整和同步補償機

教學(xué)要求：

1、了解同步發(fā)電機的主要結(jié)構(gòu)和性能特點。

2、掌握同步發(fā)電機的基本工作原理。

3、熟悉同步發(fā)電機并聯(lián)運行的條件和勵磁方式。

4、了解同步電動機的工作原理和啟動方法。

5、了解同步電動機功率因數(shù)的調(diào)整原理和同步補償?shù)淖饔谩?/p>

1、通過多媒體課件的演示，結(jié)合實際生產(chǎn)中的例子，向?qū)W生展示同步發(fā)電機的結(jié)構(gòu)和性能特點

2、通過與異步電動機工作原理的比較，讓學(xué)生更加清楚地掌握同步電動機的工作原理。

11

10

特種電機

教學(xué)內(nèi)容：

一、測速發(fā)電機

二、伺服電動機

三、步進(jìn)電動機

四、永磁電動機

五、直線電動機

六、超聲波電動機

教學(xué)要求：

1、了解常用的特種電機的主要結(jié)構(gòu)、特點和工作原理

2、了解一些常用的特種電動機的用途

在教學(xué)過程中，通過多媒體課件以及視頻的結(jié)合，使學(xué)生在一些貼近生活的實際事例中了解一些常用的特種電動機的作用。

8

3

其他

機動

4

考核

4

總課時

120

5、實施建議

5、1教材編寫

（1）依據(jù)本課程標(biāo)準(zhǔn)編寫教材，教材應(yīng)充分體現(xiàn)任務(wù)引領(lǐng)、實踐導(dǎo)向的課程設(shè)計思想。

（2）以“工作任務(wù)”為主線來設(shè)計教材，結(jié)合職業(yè)技能鑒定要求，以崗位需要即“必需、夠用”為原則來確定教學(xué)內(nèi)容，根據(jù)完成專業(yè)教學(xué)任務(wù)的需要來組織教材內(nèi)容。

（3）教材應(yīng)體現(xiàn)通用性、實用性、先進(jìn)性，要反映本專業(yè)的新工藝、新技術(shù)、新知識，教學(xué)活動的選擇和設(shè)計要科學(xué)、具體、可操作。

（4）教材文字表述要精練、準(zhǔn)確，內(nèi)容展現(xiàn)應(yīng)做到圖文并茂，力求易學(xué)、易懂。

5、2教學(xué)建議

（1）在教學(xué)過程中，應(yīng)立足于加強學(xué)生實際操作能力的培養(yǎng)，采用任務(wù)引領(lǐng)、項目教學(xué)的方法，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，激發(fā)學(xué)生的成就感。

（2）在教學(xué)過程中，教學(xué)過程要本著學(xué)生為主體的思想，由具體到抽象講授知識，采用啟發(fā)式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生逐步掌握知識和技能，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性。

（3）在教學(xué)過程中，要充分運用實物、掛圖、多媒體等教學(xué)手段直觀演示教學(xué)內(nèi)容。

（4）針對培養(yǎng)有一定理論基礎(chǔ)的中級技能人才的目標(biāo)，在注重理論教學(xué)的同時，做到理論與實踐相結(jié)合，合理安排理論課與實訓(xùn)課的教學(xué)內(nèi)容。注意本課程與維修電工技能訓(xùn)練、電力拖動控制線路與技能訓(xùn)練等課程的聯(lián)系。

（5）在教學(xué)過程中，要及時關(guān)注電子技術(shù)課程領(lǐng)域的新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備的發(fā)展趨勢，貼近企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，為學(xué)生提供職業(yè)生涯發(fā)展的空間，努力培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)能力和創(chuàng)新精神。

5、3教學(xué)評價

（1）以學(xué)習(xí)目標(biāo)為評價標(biāo)準(zhǔn)，采用階段評價、目標(biāo)評價、理論與實踐一體化評價模式。

（2）關(guān)注評價的多元化，結(jié)合課堂提問、學(xué)生作業(yè)、平時測驗、實驗實訓(xùn)、技能競賽及考試情況，綜合評定學(xué)生成績。

（3）應(yīng)注重對學(xué)生動手能力和在實踐中分析問題、解決問題能力的考核，對在電子技術(shù)課程學(xué)習(xí)和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學(xué)生應(yīng)給予特別鼓勵，綜合評價學(xué)生的能力。

5、4資源利用

（1）注重多媒體教學(xué)資源庫、多媒體教學(xué)課件和多媒體仿真軟件等現(xiàn)代化教學(xué)資源的開發(fā)和利用，努力實現(xiàn)跨學(xué)校多媒體資源的共享，以提高課程資源的利用率。

變壓器工作原理范文3

（安徽工業(yè)大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032）

摘 要：在電力電子技術(shù)課程中，隔離型Buck-Boost變換器（Flyback）屬于一類重要的基本電路結(jié)構(gòu)，但在教學(xué)實踐中，作者發(fā)現(xiàn)大多數(shù)學(xué)生的理解不夠系統(tǒng)和深入.本文首先給出隔離型Buck-Boost變換器的由來，然后基于反激變壓器的兩種實際模型講解隔離型Buck-Boost變換器的工作原理，再通過Matlab/Simulink軟件的可視化功能進(jìn)行仿真演示.該講解方法能顯著地提高學(xué)生的理解能力和學(xué)習(xí)興趣，容易增強教師和學(xué)生的互動性，取得了良好的教學(xué)效果.

關(guān)鍵詞 ：隔離型；Buck-Boost；反激變壓器

中圖分類號：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1673-260X（2015）03-0224-03

1 引言

隔離型Buck-Boost變換器（Flyback）具有拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，輸入輸出電氣隔離，升/降壓范圍廣，多路輸出及負(fù)載自動均衡等優(yōu)點，而被廣泛應(yīng)用于電視機、DVD和充電器等小功率電器的電源中.然而在實際教學(xué)中，我們發(fā)現(xiàn)許多數(shù)學(xué)生對該電路工作原理的理解相對困難，而且對類似電力電子電路結(jié)構(gòu)的把控比較孤立，缺乏系統(tǒng)性.針對這一問題如何在較少的學(xué)時內(nèi)，高質(zhì)量地完成該節(jié)教學(xué)任務(wù)，引起作者在教學(xué)過程的深入思考.本文探索一種新的講解方法，先給出電路結(jié)構(gòu)的由來，再將理論教學(xué)與Matlab/Simulink可視化仿真軟件相結(jié)合，講清原理的同時用虛擬儀器實時演示的方法將理論分析直觀化，既增強了師生之間的互動性，又能加深學(xué)生對概念的理解能力，進(jìn)一步提高了理論教學(xué)過程的效率和課堂的生動性，大大改善了教學(xué)效果.

2 隔離型Buck-Boost變換器的結(jié)構(gòu)分析

教學(xué)過程中可以首先明確Buck、Boost和Buck -Boost變換器是三種最基本的DC/DC變換器，是其它變換器的原始結(jié)構(gòu).一般情況下，多數(shù)教材首先安排了非隔離型Buck-Boost變換器的教學(xué)內(nèi)容，由于常規(guī)Buck-Boost變換器僅僅通過電感向輸出端傳送能量，與基本Buck或Boost變換器的工作原理非常相似，其工作模式（CCM或DCM）的判斷和理解都比較容易.所以本節(jié)講解時可以首先給出非隔離型Buck-Boost變換器向隔離型Buck-Boost變換器演變的過程，同時講解為什么能夠這樣演變，演變后的電路結(jié)構(gòu)具有哪些新的特點？然后再進(jìn)行原理分析，就顯得更為順暢，理解的跨度相對較小，對剛接觸功率變換器的學(xué)生來講更容易接受.

2.1 隔離型Buck-Boost變換器的由來

常規(guī)的非隔離型Buck-Boost變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1（a）所示，通過開關(guān)的開通和關(guān)斷在電感的兩端產(chǎn)生脈沖電壓，這個脈沖電壓在不同的時間間隔，擔(dān)負(fù)著不同的功能.當(dāng)開關(guān)管開通時電感儲能，輸出電容向負(fù)載提供能量；當(dāng)開關(guān)關(guān)斷時，電感向負(fù)載端釋放能量，為電感磁復(fù)位，如果將該電感分解為同一磁芯的耦合電感，即可用變壓器器件代替該獨立電感.接著引出如何能夠?qū)崿F(xiàn)與電感一樣的流通路徑和效果？如果在變壓器同一時刻傳輸能量，則可稱為Forward變換器，該變壓器就是通常意義上只有傳輸功能的兩端口器件；如果在不同時刻傳輸能量，則可構(gòu)造出隔離型Buck-Boost變換器，也稱為Flyback變換器，演變過程如圖1所示.此時的變壓器應(yīng)具有儲存能量的作用.

2.2 具有儲能作用的變壓器模型分析

如果不考慮漏磁通，普通變壓器的原理結(jié)構(gòu)圖和磁路模型如圖2所示，原副邊繞組產(chǎn)生的磁動勢分別為：

由法拉第電磁感應(yīng)定律得：

由式（3）和（4）可以理想變壓器的電路等效模型如圖3（a）所示.

由于在實際應(yīng)用中磁芯的磁阻不可能為零，綜合式（2）和（4）得:

如果令

由式（6）可以畫出考慮磁阻時，變壓器的等效電路模型如圖3（b）所示.以下將結(jié)合變壓器的等效電路模型進(jìn)行原理分析.采用變壓器等效電路模型方法簡單和物理意義明確，學(xué)生易于接受，而且還可拓寬學(xué)生學(xué)習(xí)思路，取得很好的教學(xué)效果.

3 CCM模式下變換器的工作原理分析

以圖3（a）所示的反激變壓器等效電路對圖1（d）所示隔離型Buck-Boost變換器進(jìn)行講解.當(dāng)主開關(guān)管導(dǎo)通時，能量會儲存在磁芯中；當(dāng)其變?yōu)殛P(guān)斷狀態(tài)時，能量會轉(zhuǎn)移到輸出端，若能量沒有完全轉(zhuǎn)移，即在開關(guān)管再次導(dǎo)通時還有能量儲存在變壓器中（表現(xiàn)為磁通不為零），就稱變換器工作在連續(xù)模式（CCM）或不完全能量轉(zhuǎn)移模式.反之，如果在開關(guān)管再次導(dǎo)通時已經(jīng)沒有能量儲存在變壓器中（表現(xiàn)為磁通為零），就稱變換器工作在斷續(xù)模式（DCM）或完全能量轉(zhuǎn)移模式.圖4是變換器工作在CCM模式下的等效電路.

首先利用同學(xué)們熟知的電路理論推導(dǎo)輸出與輸入電壓的關(guān)系.當(dāng)主開關(guān)管S導(dǎo)通（0≤t≤DT），一次繞組兩端的電壓為：

流過一次繞組的電流為：

當(dāng)開關(guān)管S關(guān)斷后，二次繞組兩端的電壓和流經(jīng)二次繞組的電流為：

綜合公式（7）~（10），可以得到輸出與輸入電壓之間的關(guān)系式為：

電路的主要工作波形如圖5所示.接下來，利用Matlab/Simulink仿真軟件對該變換器進(jìn)行仿真演示（限于篇幅，圖形省略），主要包括軟件的使用方法，變換器模型的建立，參數(shù)的設(shè)置及修改，閉環(huán)控制原理及閉環(huán)參數(shù)設(shè)計方法等，讓同學(xué)們有更為直觀的認(rèn)識.為將來的實驗打下良好的基礎(chǔ).

4 互動環(huán)節(jié)設(shè)計

為了發(fā)揮學(xué)生的主體作用，關(guān)于變換器的完全能量轉(zhuǎn)移模式，留給同學(xué)們獨立分析.以5至6位同學(xué)為一組將班級分成若干組別，要求每一組結(jié)合仿真軟件進(jìn)行參數(shù)設(shè)計和仿真實驗，然后在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行討論，對比非隔離型變換器的工作模式，比較它們的異同點，再利用電力電子教材中常用的伏秒平衡原理推導(dǎo)輸入與輸出電壓之間的關(guān)系，以增強學(xué)生在課堂中的參與程度，調(diào)動其積極性.

5 結(jié)論

本文詳細(xì)地分析了隔離型Buck-Boost變換器的構(gòu)造方法及隔離變壓器的等效電路結(jié)構(gòu)，再進(jìn)一步講解變換器的工作原理，同時結(jié)合仿真軟件進(jìn)行實時演示，理論分析的同時又增強了同學(xué)們的直觀認(rèn)識程度，另外合理的安排同學(xué)們獨立分析和仿真的內(nèi)容，然后進(jìn)行討論和互動，使學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中，讓教與學(xué)緊密相結(jié)合.多次講授結(jié)果表明這種講解方法自然流暢，且有利于開拓學(xué)生的學(xué)習(xí)和思維能力，能夠取得積極的課堂效果.

參考文獻(xiàn)：

〔1〕丁道宏.電力電子技術(shù)[M].北京:航空工業(yè)出版社，1999.

變壓器工作原理范文4

一、變壓器的工作原理

如圖1所示:將變壓器的原線圈與電源相連,負(fù)線圈與負(fù)載相連,在交變電源的作用下,原線圈中產(chǎn)生交變電流,從而在鐵芯中產(chǎn)生交變的磁通量。這一交變的磁通量將在負(fù)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流,即原負(fù)線圈是通過磁來“耦”合的。

例1.（2005北京春招）原始的電話機將聽筒和話筒串聯(lián)成一個電路，當(dāng)自己對著話筒講話時，會從話筒中聽到自己的聲音，導(dǎo)致聽覺疲勞而影響通話。現(xiàn)代的電話將聽筒電路與話筒電路分開，改進(jìn)的電路原理示意圖如圖2所示，圖2中線圈Ⅰ與線圈Ⅱ匝數(shù)相等，R=1.2kΩ，R=3.6kΩ，R為可變電阻。當(dāng)R調(diào)到某一值時，從聽筒中就聽不到話筒傳出的聲音了，這時R=kΩ。

解析:話筒的作用是將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號,聽筒中聽不到話筒傳出的聲音,必須使穿過話筒回路的磁通量不變化。當(dāng)Ⅰ、Ⅱ線圈所在的回路對稱時,即當(dāng)RR/(R+R)=R時,就可滿足前述要求。將R=1.2KΩ，R=3.6kΩ代入,解得R=1.8kΩ。

評析：本題的關(guān)鍵是,話筒中產(chǎn)生的電流,在聽筒對應(yīng)的線圈中不會引起磁通量的變化,在聽筒回路中不會產(chǎn)生感應(yīng)電流,才不會影響聽筒。

二、變壓器的各量關(guān)系

1.電壓關(guān)系:變壓器原、副線圈的電壓之比為U/U=n/n；當(dāng)變壓器有多個副繞組時U/n=U/n=U/n=…。

2 功率關(guān)系:理想變壓器的輸入、輸出功率相等,即P=P；當(dāng)變壓器有多個副繞組時P=P+P+…。

為I/I=n/n；當(dāng)變壓器有多個副繞組時nI=nI+nI+…。

例2.（2008海南）如圖3，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1。原線圈接入一電壓為u＝Usinωt的交流電源，副線圈接一個R＝27.5Ω的負(fù)載電阻。若U＝220V，ω＝100πHz，則下述結(jié)論正確的是（ ）。

A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55V

B．副線圈中輸出交流電的周期為s

C．原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5A

D．原線圈中的輸入功率為110W

解析：原線圈電壓有效值U=220V，由U/U=n/n可得副線圈電壓U= n U/n=55V，A對；原、副線圈周期T==0.02s，B錯；電阻R上的電流為I= U/R=2A，由I/I=n/n可得I=In/n=0.5A,即電流表示數(shù)為0.5A，C對；輸入功率為P= I U=220×0.5W=110W，D錯。

答案：AC。

評析:本題考查理想變壓器中電流、電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系，以及功率、頻率的關(guān)系,充分體現(xiàn)了變壓器的三變和三不變。

三、變壓器的制約關(guān)系

當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比（n/n）一定時，輸入和輸出有以下制約關(guān)系。

1.電壓為“原制約副”：輸出電壓U由輸入電壓U決定，即U=nU/n。

2.電流為“副制約原”：在輸入電壓U確定時，原線圈中的電流I由副線圈中的輸出電流I決定，即I=nI/n。變壓器副線圈上的電流由副線圈的輸出電壓和負(fù)載決定，即I=。

3.功率為“負(fù)載制約輸入”：變壓器副線圈中的功率P由用戶負(fù)載決定，P=P+P+…；變壓器的輸入功率由輸出功率決定，往往用到：P=UI=（）/R。

例3.(2008四川）如圖4，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R、R、R和R均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的。 V和V為理想電壓表，讀數(shù)分別為U和U；A 、A和A為理想電流表，讀數(shù)分別為I、I和I。現(xiàn)斷開S，U數(shù)值不變，下列推斷中正確的是（ ）。

A．U變小、I變小 B．U不變、I變大

C．I變小、I變小D．I變大、I變大

解析：因為變壓器的匝數(shù)與U不變，由U/U=n/n可得副線圈電壓U= nU/ n不變,所以兩電壓表的示數(shù)均不變。當(dāng)S斷開時，因為負(fù)載電阻R增大，由I= U/R可知次級線圈中的電流I減小;由I/I=n/n可得I=In/n,所以I也將減小，C正確。此時R兩端的電壓U= IR減小，故R、R兩端的電壓U= U-U將增大，I= U/ R將變大，B正確。

答案：BC。

評析：變壓器動態(tài)問題要分清電流、電壓、功率的制約關(guān)系, 動態(tài)分析問題的思路程序可表示為：

自耦變壓器是一種特殊的變壓器,它只有一個線圈在鐵芯上,如圖5所示。其特點在于通過改變抽頭的位置可改變原、負(fù)線圈的匝數(shù)比。如果把整個線圈作原線圈,負(fù)線圈只取其一部分,就可以降壓（如圖5甲所示）;反之就可以升壓（如圖5乙所示）。

分壓器就是滑動變阻器作為分壓器使用時的電路, 如圖6所示, ab、cd分別是兩個端口,任取一端為輸入端,通過移動其滑片,都能使輸出端的電壓發(fā)生變化,無論是接交流電還是接直流電,輸出電壓一定小于或等于輸入電壓。

例4.(2007上海)如圖7所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值U＝100V，R＝40Ω，當(dāng)滑動片處于線圈中點位置時，C、D兩端電壓的有效值U為V，通過電阻R的電流有效值為A。

解析：自耦變壓器的原副線圈在一起，由題可知，原線圈的匝數(shù)為副線圈匝數(shù)的一半。理想變壓器的變壓比為=，所以U=2U=200V。根據(jù)部分電路歐姆定律有I===5A。

評析：自耦變壓器的工作原理是電磁感應(yīng);電阻對電流只表現(xiàn)出阻礙作用,要注意二者的區(qū)別。

例5.(1997年高考) 如圖（1）、（2）兩電路中，當(dāng)a、b兩端與e、f兩端分別加上220V的交流電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110V。若分別在c、d 兩端與g、h兩端加上110V的交流電壓，則a、b間與e、f 間的電壓分別為（）。

A.220V，220VB.220V，110V

C.110V，110VD.220V，0

解析：對于圖8（1），當(dāng)a、b端輸入時，為降壓變壓器。當(dāng)c、d端輸入時，為升壓變壓器。因匝數(shù)未變，當(dāng)c、d端加110V交流電壓時，則a、b端電壓為220V。對于圖8（2），當(dāng)e、f端加入220V電壓，則裝置相當(dāng)于一個分壓器，當(dāng)g、h端加入110V電壓時，由于g、e間無電流，故為等勢點，即e、f間的電壓與g、h間的電壓相等，為110V。答案為B。

評析：變壓器的工作原理為電磁感應(yīng),同一個變壓器既可以升壓又可以降壓;但分壓器的工作原理是串聯(lián)電路的分壓原理，分出的電壓絕不會大于加在分壓器(變阻器兩端)上的電壓。分壓器和降壓變壓器都可以把交流電壓變小，但對直流電，降壓變壓器副線圈無輸出，分壓器可以實現(xiàn)電壓調(diào)小。

變壓器工作原理范文5

【關(guān)鍵詞】變電站 差動保護(hù) 變壓器 方法

近些年來，我國變電站中變壓器主差動保護(hù)大多采用由多微機實現(xiàn)的比率來作為的其保護(hù)，在其工作過程經(jīng)常出現(xiàn)錯誤動作，這就影響了電力的正常運行。

1 變電站中變壓器差動保護(hù)的工作原理

在變電站的正常運行中，當(dāng)變壓器的內(nèi)部產(chǎn)生故障時，兩邊就會向該點供給短路的電流，差動保護(hù)因感受到此點的電流不正常而作出相應(yīng)的保護(hù)動作。當(dāng)變電站中的變壓器在正常工作時或者是出現(xiàn)問題時，變壓器的流入電流等于流出電流，差動保護(hù)感受不到電流的不正常而不會作出相應(yīng)的保護(hù)動作。一般在變壓器的兩邊都安裝了電流互感器，其中接的線是按循環(huán)電流法接的，流過變壓器中的電流是兩邊電流互感器的二次電流的差，所以差動保護(hù)的變壓器是接在差動回路上的，當(dāng)變壓器正常工作或者出現(xiàn)問題時，其差動回路的電流為零。

2 變電站中變壓器產(chǎn)生差動保護(hù)誤動的因素與處理措施

2.1 電流互感器二次回路因斷線引起的保護(hù)誤動

在變電站中，一般電磁式的變壓器在差動保護(hù)時有電流互感器回路接線，要消除因變壓器的電阻不同導(dǎo)致的高、低壓兩邊的電流相位差以及在差動回路中的不平衡電流。而針對Y/d11接線方式的變壓器，因為三角形側(cè)的電流相位比星形的超前30°，因此，要將變壓器一側(cè)的星形電流互感器二次側(cè)接成三角形，同時將其電流相位校正過來。而微機變壓器的差動保護(hù)要是依據(jù)Y/d變換產(chǎn)生的相位來進(jìn)行內(nèi)部的“相位補償”計算。

電流互感器發(fā)生斷線后，產(chǎn)生的主要結(jié)果就是電流下降，在繼電保護(hù)中，只要進(jìn)行合理的判斷，就可以很好的解決其二次回路因斷線導(dǎo)致的差動保護(hù)誤動作問題。比如，因一側(cè)的電流不平衡而致使的電流互感器斷線，這種情況可以根據(jù)

故障相電流的突變量超過給定值，可判斷出電流互感器斷線問題，當(dāng)出現(xiàn)這種情況后可在正常負(fù)載時閉鎖差動，達(dá)到防止變壓器差動保護(hù)發(fā)生誤動作。

在變電站的繼電保護(hù)中，變壓器的差動保護(hù)的電流要進(jìn)行整定，這樣可以在差動保護(hù)時因發(fā)生斷線而造成其差動電流的影響。變壓器的差動保護(hù)電流是其額定電流的百分之二十五至百分之五十，實現(xiàn)其保護(hù)功能是通過邏輯來達(dá)到目的的，比電磁式的變壓器保護(hù)起來更迅速，而且其保護(hù)動作的額定電流也相對較小，當(dāng)二次回路發(fā)生斷線情況時，不及時采取相應(yīng)的解決方法，變壓器的差動保護(hù)就發(fā)行錯誤的動作。

2.2 變壓器的區(qū)外問題導(dǎo)致的差動保護(hù)誤操作

當(dāng)變電站的變壓器在區(qū)外發(fā)生問題時，其兩側(cè)出現(xiàn)很大的電流差，比如導(dǎo)致的短路電流就很大，而兩側(cè)使用的互感器是不一樣的，一般發(fā)生短路電流較大的一邊使用的是P級互感器（不帶暫態(tài)特性的電流互感器），而收藏到于短路電流較小的一邊上使用的是TPY級互感器（帶暫態(tài)特性的電流互感器）；在其短路電流中包括很大的和諧波與非周期分量，當(dāng)出現(xiàn)問題的時切除瞬間，因為存在剩磁的原因，電壓在恢復(fù)時產(chǎn)生各大小不一樣的涌流，針對一些感性與容性等特殊負(fù)載的存在，會導(dǎo)致不同側(cè)的短路電流發(fā)生相位偏移，從而產(chǎn)生比較大的差流。

一般變壓器發(fā)生區(qū)外的問題在時間里，其差動保護(hù)一般是不會發(fā)生誤動的，只有在故障問題的瞬間其差動保護(hù)才會出現(xiàn)誤動。針對一些常見問題進(jìn)行錄波分析，并且對現(xiàn)場的試驗仿真與進(jìn)行錄波數(shù)據(jù)分析可知，發(fā)生故障時，會出現(xiàn)和諧與非周期性的分量，并出現(xiàn)較大的短路電流，同時發(fā)生問題的這段時間里也會發(fā)生較大的不平衡分量（可能大于差動動作的門檻值），而其制動的電流卻較大，發(fā)生誤動作的點一般落在非動作區(qū)域。當(dāng)在瞬間切除故障時，兩邊的互感器的暫態(tài)分量衰減的程度發(fā)生了不同，這個時候在差流還是很大，但制動的電流卻好小，因此保護(hù)動作的點就會移動，差動保護(hù)就會發(fā)生誤動作。預(yù)防變壓器區(qū)外因出現(xiàn)的問題而造成的保護(hù)誤動作措施一般是：

（1）裝置要設(shè)置先進(jìn)的工作原理進(jìn)行保護(hù)；

（2）其定值不能低于0.4In；

（3）針對變電站的硬件的計算準(zhǔn)確度以及采樣精度進(jìn)行提高；

（4）變壓器兩邊的TA最好選用同一個的型號，這樣可在達(dá)到更好的工作效果。

2.3 變電站中勵磁涌流導(dǎo)致變壓器差動保護(hù)誤動的原因

變壓器在正常工作下其電流值很小，這也是其勵磁涌流的特點，一般情況下是不會超過其額定電流的3%～5%。但當(dāng)變壓器的外部發(fā)生短路問題時，因為電壓發(fā)生下降，勵磁電流此時就很小，因此對于其勵磁電流沒有什么影響。

在變壓器發(fā)生故障問題后，當(dāng)電壓正常恢復(fù)時，因為變壓器中的磁通快速的增強，而使得其鐵芯立即達(dá)到飽和狀態(tài)，其相對的導(dǎo)磁率接近1，變壓器本身的繞組電感而降低，此時就伴隨出現(xiàn)很大值的勵磁涌流，其中也包括許多的高次諧波與非周期分量，最主要的是以數(shù)值可以達(dá)到額定電流的六到八倍以上的二次諧波為主，發(fā)生尖頂形狀的勵磁涌流。特別注意的是，浪涌電流與變壓器的激磁涌流一樣，只會流過變壓器一邊，在變壓器空投合閘或者是切除的外部短路的電壓正常恢復(fù)過程中，全部的激磁涌流都會流入到差動回路，并且在一臺變壓器產(chǎn)生激磁涌流的同時，跟其他的并聯(lián)運行的變壓器中還會產(chǎn)生浪涌電流，也會全部流入差動回路，導(dǎo)致變壓器差動保護(hù)發(fā)生誤動作。

根據(jù)波形特征的情況是處理勵磁涌流問題最根本的措施，一般主變差動保護(hù)所使用的電流互感器，除必須帶有氣隙的D級的鐵芯互感器外，還必須適當(dāng)?shù)脑龃笃潆娏骰ジ衅髯儽龋瑥亩_(dá)到降低其短路電流發(fā)生的倍數(shù)，有效地削弱勵磁涌流，減少差動回路中的不平衡電流，提高差動保護(hù)的靈敏度，這樣對于避免變壓器保護(hù)區(qū)外的故障問題，特別是最嚴(yán)重的三相金屬性短路而致使的主變差動保護(hù)誤動作更有效果。

3 結(jié)束語

在電力系統(tǒng)的變電站中，繼電保護(hù)中變壓器的差動保護(hù)動作生要目的就是預(yù)防其工作中產(chǎn)生最大不平衡電流，因此，在電力工作中要保證每一個重要的環(huán)節(jié)，采用合理的應(yīng)對措施，從而提高變壓器差動保護(hù)可靠性、穩(wěn)定性，以確保變壓器和整個電網(wǎng)的安全可靠運行。

參考文獻(xiàn)

[1]劉宇.特高壓變壓器主保護(hù)及工程應(yīng)用研究[D].北京：華北電力大學(xué)，2005.

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[3]田野.T60變壓器保護(hù)裝置差動保護(hù)原理分析及整定[J].黑龍江科技信息，2013.

變壓器工作原理范文6

升壓變壓器：升壓變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，可用來把某一數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓。升壓變壓器就是用來把低數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一較高數(shù)值交變電壓的變壓器。

降壓變壓器：降壓變壓器是把指輸入端的較高電壓，轉(zhuǎn)換為輸出相對偏低的理想電壓，從而達(dá)到降壓的目的變壓器。 降壓變壓器是輸變電系統(tǒng)中十分重要的設(shè)備，其正常運行不僅關(guān)系到本身的安全、用戶的可靠供電，而且直接影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定。

2、升壓變壓器和降壓變壓器的工作原理不同：

升壓變壓器：變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能。