变压器的结构原理

1 变压器的结构

      变压器是一种利用电磁感应原理制成的，是可以传输、改变电能或信号的功能部件，主要用来提升或降低交流电流、变换阻抗等。变压器的应用十分广泛，如在供配电线路、电气设备及电子设备中可传输交流电，起到电压变换、电流变化、阻抗变换或隔离等作用。

      变压器的分类方式很多，根据电源相数的不同，可分为单相变压器和三相变压器。

典型变压器的实物外形

       变压器是将两组或两组以上的线圈绕制在同一个线圈骨架上或绕在同一铁芯上制成的。通常，与电源相连的线圈称为初级绕组，其余的线圈称为次级绕组。

变压器的结构及电路图形符号：

1　单相变压器的结构特点

      单相变压器是一种初级绕组为单相绕组的变压器。单相变压器的初级绕组和次级绕组均缠绕在铁芯上，初级绕组为交流电压输入端，次级绕组为交流电压输出端。次级绕组的输出电压与线圈的匝数成正比。

单相变压器的结构特点

2　三相变压器的结构特点

       三相变压器是电力设备中应用比较多的一种变压器。三相变压器实际上是由3个相同容量的单相变压器组合而成的。初级绕组（高压线圈）为三相，次级绕组（低压线圈）也为三相。

      三相变压器和单相变压器的内部结构基本相同，均由铁芯（器身）和绕组两部分组成。绕组是变压器的电路，铁芯是变压器的磁路，二者构成变压器的核心，即电磁部分。三相电力传输变压器的内部有六组绕组。

三相变压器的结构特点：

2 变压器的原理

     单相变压器可将高压供电变成单相低压供各种设备使用，如可将交流6600V高压经单相变压器变为交流220V低压，为照明灯或其他设备供电。单相变压器具有结构简单、体积小、损耗低等优点，适宜在负荷较小的低压配电线路（60Hz以下）中使用。

单相变压器的功能

      三相变压器主要用于三相供电系统中的升压或降压，常用的就是将几千伏的高压变为380V的低压，为用电设备提供动力电源。

三相变压器的功能

      变压器利用电感线圈靠近时的互感原理，将电能或信号从一个电路传向另一个电路。变压器是变换电压的器件，提升或降低交流电压是变压器的主要功能。

变压器的电压变换功能示意图

      变压器通过初级线圈、次级线圈可实现阻抗变换，即初级与次级线圈的匝数比不同，输入与输出的阻抗也不同。

变压器的阻抗变换功能：

变压器的阻抗变换功能示意图

      根据变压器的变压原理，初级部分的交流电压是通过电磁感应原理“感应”到次级绕组上的，而没有进行实际的电气连接，因而变压器具有电气隔离功能。

变压器电气隔离功能示意图

      通过改变变压器初级和次级绕组的接法，可以很方便地将变压器输入信号的相位倒相。

变压器的相位变换功能

变压器的相位变换功能示意图