变压器的内部结构及工作原理

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。通常情况下，把变压器电源输入端的绕组称为初级绕组（又称一次绕组），其余的绕组为次级绕组（又称二次绕组），如图2-1所示。

图2-1　变压器的内部结构

单相变压器和三相变压器的内部结构基本相同，均是由铁芯（器身）和绕组两部分组成，如图2-2所示。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。

图2-2　单相变压器和三相变压器的内部结构

常用的变压器铁芯有多种类型，典型的结构分别为口字形和日字形，如图2-3所示。为了减小涡流和磁滞损耗，铁芯通常选用磁导率较高、相互绝缘、厚度在0.35～0.5mm的硅钢片叠合而成，有的变压器铁芯也选用高磁导率的坡莫合金、铁氧体等材料制成。

图2-3　变压器的两种铁芯

变压器的线圈通常称为绕组，相当于变压器的电路部分。绕组是用绝缘良好的漆包线、纱包线或丝包线在铁芯（骨架）上绕制而成的，如图2-4所示。变压器在工作时，电源输入端的绕组为初级绕组（或称一次绕组），电源输出端的绕组为次级绕组（或称二次绕组）。

图2-4　变压器的绕组变压器内部

绕组相数不同，其绕组数也不同。单相变压器的内部有2组绕组，而三相变压器的内部有6组绕组，如图2-5所示。

图2-5　单相变压器和三相变压器内部绕组结构示意图

变压器的工作原理示意图如图2-6所示。变压器的初级绕组和次级绕组相当于两个电感器，当交流电压加到初级绕组上时，在初级绕组上就形成了电动势，产生出交变的磁场，次级绕组受到初级绕组的作用，也产生与初级绕组磁场变化规律相同的感应电动势（电压），于是次级绕组输出交流电压，这就是变压器的变压过程。

图2-6　变压器的工作原理示意图

变压器的输出电压和绕组的匝数有关，一般输出电压与输入电压之比等于次级绕组的匝数N2与初级绕组的匝数N1之比，即U2/U1=N2/N1；变压器的输出电流与输出电压成反比（I2/I1=U1/U2），通常降压变压器输出的电压降低，但输出的电流增大了，具有输出强电流的能力。