变压器的结构和应用

1.变压器的用途

在输电方面，变压器用来升压，这样可以减小输电线的横截面积，减小线路上的电压降以及线路上的功率损耗。在用电方面，变压器用来降压，以保证用电安全和满足用电设备的电压要求。在电子线路上，除电源变压器外，变压器还用来耦合电路、传递信号，并实现阻抗匹配。此外，变压器还有许多特殊的用途。

2.变压器的基本结构

变压器虽然种类很多，有电力变压器、控制变压器、电源变压器、焊接变压器、自耦变压器等，但其基本结构是相同的，都是由铁磁材料构成铁芯和绕在铁芯上的线圈（也称绕组）两部分组成的。变压器常见的结构形式有心式变压器和壳式变压器两类。心式变压器如图1.4（a）所示，它的特点是用绕组包围铁芯，用铁量少，构造简单，绕组的安装和绝缘处理比较容易，因此多用于容量较大的变压器。壳式变压器如图1.4（b）所示，它的特点是用铁芯包围绕组，用铜量较少，多用于小容量的变压器。

图1.4　变压器的结构

1、2—铁芯；3、4—绕组(www.xing528.com)

铁芯是变压器的磁路部分，并作为变压器的机械骨架。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成。单相变压器的铁芯可分为叠片式和卷制式两种，如图1.5（a）、（b）所示。铁芯柱上套装变压器绕组，铁轭起到连接铁芯柱使磁路闭合的作用。对铁芯的要求是导磁性能要好，磁滞损耗及涡流损耗要尽量小，因此均采用0.3～0.35mm 规格的硅钢片制作。

图1.5　单相变压器的铁芯

1、2、3—铁轭；4、5—铁芯柱

绕组是变压器的电路部分，小型变压器一般用具有绝缘的漆包圆铜线绕制而成。对容量稍大的变压器则用扁铜线或扁铝线绕制。电压高的绕组称为高压绕组，电压低的绕组称为低压绕组，低压绕组一般靠近铁芯放置，而高压绕组则置于外层。

为了便于分析，把与电源连接的一侧称为原绕组（或称初级绕组、一次绕组、原边），原绕组各量均用下脚标“1”表示，如N1、u1、i1 等；与负载连接的一侧称为副绕组（或称次级绕组、二次绕组、副边），副绕组各量均用下脚标“2”表示，如N2、u2、i2 等。