1、变压器的工作原理吴江川一 概述：变压器是利用电磁感应原理工作的，先化电为磁，后化磁为电。它具有 5大基本功能， （1）自闸电磁控电阀功能，当一次绕组接入正弦交流电源 时，一次线1U圈 内就有正弦交变电流 流过，电流 所产生的电磁场汇集在线圈内部，磁化穿N1I1I在其内部的闭合铁芯，产生一个寄生在 电磁场上的，封闭在铁芯内部的正弦交变磁通 ，交变磁通 在一次绕组上感应出自感电动势 ， 具有天生的逆反性，遵从1E楞次定律永远滞后磁通 90，由于逆反自感电动势 的产生，在一次绕组回路内就有二个电源（ 、 ）同时存在，且 总对 使反劲(阻碍)，二龙治水争权夺势，使1UE1U一次电流明显减小和 ()滞后
2、 相位自动移相，人为地利用和强化 对 的阻碍1I 1EU作用，设计变压器时让铁芯全部磁化时磁通在一次绕组内产生的自感电动势 约等于， 、 （）自移相至滞后 90，连带 自移相滞后 180，自感电动1UI1U1E1势的方向与电源电压的方向相反，自感电动势对电源的阻碍达到了最大，电源 被约1U反向约相等的逆反自感电动势 自闸在一次绕组内，只利用小小的错开相位放出很小1E的励磁电流用来磁化铁芯来产生自感电动势 ，变压器处于空载自闸运行状态，损耗1很小，交变磁通 在二次绕组上也感应电动势 ，接上负载，在二次绕组内产生电2E流 ， 的集合电磁场阻碍磁通的变化，对 进行消磁， 减小自感自闸电动势2I减小，
3、自闸电磁控电阀开启，正比放出一次电流，对二次电流电磁场消磁，二次侧1E产生多少反向的电磁场，一次侧电流电磁场就正比抵消多少，保持一次电流对铁芯励磁的主动权，空载时闸得住，负载时放得开，这就是变压器的自闸电磁控电阀功能。（2）改变电压， （3）改变电流， （4）不但自己产生无功功率而且能汇合负载无功功率通过变压器回馈给发电机，产生无功功率危害。 （5）隔绝一二次电力系统的直接电联系，确保用电安全，详述如下。二 空载变压器自闸励磁过程（自闸电磁控电阀功能）：一次绕组接上正弦交流电源二次绕组开路，变压器励磁电流滞后 约 90，自感电动势滞后 约 180，由1U1U1U于一次绕组电阻很小，空载变压器可
4、以看做纯电感电路，设计变压器时让 （铁芯全部磁化 ，f 50 ） （1）用 PN 结试验判定电源电压 与自感电1EUmZH1U动势 的正确相位：在一次偶然把一只整流二级管接在了一小型（220/36）变压器一次侧，二次开路（空载） ，变压器发出很大的异常声音，严重发热，电磁场外漏，铁芯象永磁铁一样吸引螺丝刀等铁件的严重失常现象，主因是接入了脉动单项直流电，后又并联反相接入一只整流二级管，可通过正弦交流电，空载变压器正常如初，实验接线电路如图 1 所示。结合对变压器的种种疑问及对变压器的多次拆装分解试验，空载变压器近似纯电感元件，二级管 PN 结单项正向导电必须加正向电压，结合分析纯电感电路波形图
5、顿悟如下，得出正确的纯电感电路波形图如图 2 所示。参看图 1 图 2， （0180）周期内，电流从整流二极管 内流过，即 导通， 截1D12D止， （180360）周期内电流从整流二极管 流过，即 导通， 截止，根据22二极管 PN 结单项导通的必要条件必须加正向电压，电压为君，电流为臣，即电压决定电流，没有电压就没有电流， （0180） 导通， 截止，A 点电位必须始终高12于 B 点电位，并大于结电压， （ ） 。在(090 ) 上正下负， 上正下负，AUB1U1E波形下降， 导通，必须 ， 克服 的反相电压阻滞，推动电流流过 ，1D1ue11e1D、 同方向， ( ) 。 （90180
6、） 反向上负下正， 反向上负1u0i0iR1下正，波形上升， 本应截止却没有截止电流仍按原方向继续流动，根据 的 PN1 1结导通条件必需是 ， 克服 的反向电压阻滞，推动电流继续流过 ， 、eu1 De同方向， ( ) ，同理(180360) 从 流过，即 导通， 截0i0i1R0i221止， 必加正向电压， 并大于结电压。 （180270） 上负下正，2DBUA 1U上负下正，波形下降， 导通，必须是 ， 克服 的反向电压阻滞，推动1E2D1ue1电流流过 ， 、 同方向， =( ) ， （270360） 反向上正下负，2D1u0i0i1ue1R1U反向上正下负，波形上升，电流继续流过 ，
7、根据 PN 结的导通条件必需是1E2D2 ， 克服 的反向电压阻滞，推动电流继续流过 ， 、 同方向， =（e1 1e0i0i ） 。由于 ，经如上分析 PN 结试验判定 与 的相位差接近但1uR1EUUE不等于 180(180） ， 接近 90但不等于 90（90） 。如图 2 所示这才是0I的正确相位，图 3 是它们的正确向量图。1E如图 2 所示利用 、 小小的错开相位放出很小的励磁电流磁化铁芯，一次电流被自1ue感电动势以电阻电的形式自闸在一次侧，图中虚线是 的波形直观的反应了 、1e1u的大小关系，参照 的波形图能更好的理解上述分析正确判定 与 的相位差，1e1e 1UE由于 隐性存在不能直接测量，所以照成了前人在教科书中对 相位的错误判定，1E 1E进而也导致变压器原理分析的错误。 （2） ， 、 、 联动自移相的原因：硅钢片是1Im1E高导磁软磁性材料本身不具有磁性必须经过永磁场或电磁场磁化才具有磁性， 是m电磁场磁化铁芯的磁通，它形影不离地寄生在电磁场里，不考虑磁滞影响，基本与1I
