變壓器是一種靜止的電機，它利用電磁感應(yīng)原理將一種電壓.電流的交流電能轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種電壓.電流的電能。換句話說，變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
一.變壓器的工作原理
下面以單相雙繞組變壓器為例分析其工作原理：在一個閉合的鐵心上纏繞兩個繞組，其匝數(shù)既可以相同，也可以不同，但一般是不同的。如圖1所示，兩個繞組之間只有磁的耦合，而沒有電的聯(lián)系。
圖1 單相雙繞組變壓器原理圖
與電源相連的繞組，接受交流電能，通常稱為原邊繞組(初級繞組.一次繞組)，以a.x標(biāo)注其出線端；與負(fù)載相連的繞組，送出交流電能，通常稱為副邊繞組(次級繞組.二次繞組)，以a.x標(biāo)注其出線端。原邊的匝數(shù).電壓.電動勢.電流分別以n1.u1.e1.i1來表示；副邊的匝數(shù).電壓.電動勢.電流分別以n2.u2.e2.i2來表示。
當(dāng)原邊繞組接通電源，便會在鐵心中產(chǎn)生與電源電壓同頻率的交變磁通。忽略漏磁，該磁通便同時與原.副邊繞組相交鏈，耦合系數(shù)kc=1，這樣的變壓器稱為理想變壓器。根據(jù)電磁感應(yīng)定律，可寫出電壓.電動勢的瞬時方程式分別為
（1）
于是可得電動勢比：。若磁通.電動勢均按正弦規(guī)律變化，k稱為變
壓器的變比，也稱為匝比，通常用有效值之間的比值來表示：
（2）
式(2)表明，變壓器一.二次繞組的電壓比就等于一.二次繞組的匝數(shù)比。因此，要使一.二次繞組有不同的電壓，只要使一.二次繞組有不同的匝數(shù)即可。
二.變壓器的基本結(jié)構(gòu)
變壓器的主要結(jié)構(gòu)部件有：鐵心和繞組兩個基本部分組成的器身，以及放置器身且盛滿變壓器油的油箱。此外，還有一些為確保變壓器運行安全的輔助器件。圖2為一臺油浸式電力變壓器外形圖。
1—放油閥門5-繞組3—鐵心4—油箱
5—分接開關(guān)6—低壓套管7—高壓套管
8—氣體繼電器 9—安全氣道 10—油表
11—儲油柜 15-吸濕器 13—濕度計
圖2油浸式電力變壓器
(1)鐵心
表面具有絕緣膜的硅鋼片鐵心由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成，構(gòu)成變壓器磁路的主要部分。為了減小交變磁通在鐵心中引起的損耗，鐵心通常用厚度為0.3mm～0.5mm.疊裝而成。圖3(a).(b)所示的變壓器，從外面看，線圈包圍鐵心柱，稱為心式結(jié)構(gòu)；圖5.4所示的變壓器，從外面看，鐵心柱包圍線圈，則稱為殼式結(jié)構(gòu)。小容量變壓器多采用殼式結(jié)構(gòu)。交變磁通在鐵心中引起渦流損耗和磁滯損耗，為使鐵心的溫度不致太高，在大容量的變壓器的鐵心中往往設(shè)置油道，而鐵心則浸在變壓器油中，當(dāng)油從油道中流過時，可將鐵心中產(chǎn)生的熱量帶走。
（二）繞組
繞組構(gòu)成變壓器電路的主要部分。原.副邊繞組一般用銅或鋁的絕緣導(dǎo)線纏繞在鐵心柱上。高壓繞組電壓高，絕緣要求高，如果高壓繞組在內(nèi)，離變壓器鐵心近，則應(yīng)加強絕緣，提高了變壓器的成本造價。因此，為了絕緣方便，低壓繞組緊靠著鐵心，高壓繞組則套裝在低壓繞組的外面。兩個繞組之間留有油道，既可以起絕緣作用，又可以使油把熱量帶走。在單相變壓器中，高.低壓繞組均分為兩部分，分別纏繞在兩個鐵心柱上，兩部分既可以串聯(lián)又可以并聯(lián)。三相變壓器屬于同一相的高.低壓繞組全部纏繞在同一鐵心柱上。
只有繞組和鐵心的變壓器稱為干式變壓器。
大容量變壓器的器身放在盛有絕緣油的油箱中，這樣的變壓器稱為油浸式變壓器。
（a）單相心式變壓器?。╞）三相心式變壓器
圖3 心式結(jié)構(gòu)變壓器
圖4 殼式結(jié)構(gòu)變壓器
（三）其他結(jié)構(gòu)部件
變壓器的器身放在裝有變壓器油的油箱內(nèi)。變壓器油既是一種絕緣介質(zhì)，又是一種冷卻介質(zhì)。為使變壓器油能長久地保持良好狀態(tài)，在變壓器油箱上面裝有圓筒形的儲油柜。儲油柜通過連通管與油箱相通，柜內(nèi)油面高度隨著油箱內(nèi)變壓器油的熱脹冷縮而變動，儲油柜使油與空氣的接觸面積減小，從而減少油的氧化和水分的侵入。另外氣體繼電器和安全氣道是在故障時保護(hù)變壓器安全的輔助裝置。
三.變壓器的額定值
按照國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，標(biāo)注在銘牌上的，代表變壓器在規(guī)定使用環(huán)境和運行條件下的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，稱為變壓器的額定值(或稱為銘牌數(shù)據(jù))，主要有：
１．額定容量是變壓器在正常運行時的視在功率，通常以sn來表示，單位為伏安(va)或千伏安(kva)。對于一般的變壓器，原.副邊的額定容量都設(shè)計成相等。
２．額定電壓：在正常運行時，規(guī)定加在原邊繞組上的電壓，稱為原邊的額定電壓，以u1n來表示；當(dāng)副邊繞組開路(即空載)，原邊繞組加額定電壓時，副邊繞組的測量電壓，即為副邊額定電壓，以u2n來表示。在三相變壓器中，額定電壓系指線電壓，單位為伏(v)或千伏(kv)。
３．額定電流：是指根據(jù)額定容量和額定電壓計算出來的電流值。原.副邊的額定電流分別用i1n.i2n來表示，單位為安(a)。
４．額定頻率：我國以及大多數(shù)國家都規(guī)定fn=50hz。額定容量.額定電壓和額定電流之間的關(guān)系為：
單相變壓器：
三相變壓器：
此外，變壓器的銘牌上還一般會標(biāo)注效率.溫升.絕緣等級等。
小結(jié)：
１．變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理工作的。它具有變壓.變流.變阻抗的作用。
２．變壓器一.二次繞組的電壓比等于其匝數(shù)比。
３．由鐵心及繞組構(gòu)成了變壓器的磁路和電路部分，亦即變壓器的起身。
４．變壓器的額定值代表了變壓器在規(guī)定使用環(huán)境和運行條件下的主要技術(shù)數(shù)據(jù)，使用時應(yīng)正確的選擇。