干式变压器的工作原理

　　干式变压器由铁心(或磁芯)和线圈构成，线圈有两个或两个以上绕阻，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕阻叫次级线圈。它能够转换交流电流、电流和阻抗。最简单的铁芯干式变压器由一个软磁材料制成的铁芯及套在铁芯上的2个匝数不等的线圈组成，如图所示。

　　铁芯的作用是加强2个线圈间的磁耦合。为了减少铁内涡旋和磁滞损耗，铁芯由上漆的硅钢片叠压成的;2个线圈之间没有电的联络，线圈由绝缘铜线(或铝线)绕成。一个线圈接交流电称为初级线圈(或原线圈)，另一个线圈接用电器称为次级线圈(或副线圈)。具体的干式变压器是很繁杂的，不可避免地存有铜损(线圈电阻发烫)、铁损(铁芯发烫)和漏磁(经气体关闭的磁感应线)等，为了简化探讨这里只介绍理想干式变压器。理想干式变压器设立的条件是：忽视漏磁通，忽视原、副线圈的电阻，忽视铁芯的消耗，忽视空载电流(副线圈开路原线圈线圈里的电流)。比如电力干式变压器在满载运行中(副线圈导出更大功率)即贴近理想干式变压器状况。

　　干式变压器是运用电磁感应原理制成的静止用电器。当干式变压器的原线圈接在交流电源上时，铁心里便产生交变磁通，交变磁通用φ表示。原、副线圈里的φ是一样的，φ也是简谐函数，表为φ=φmsinωt。由法拉第电磁感应定律可知，原、副线圈里的感应电动势为e1=-N1dφ/dt、e2=-N2dφ/dt。式中N1、N2为原、副线圈的匝数。由图可知U1=-e1，U2=e2(原线圈物理量用下角标1表明，副线圈物理量用下角标2表明)，其复有效值为U1=-E1=jN1ωΦ、U2=E2=-jN2ωΦ，令k=N1/N2，称干式变压器的变比。由上式可得U1/U2=-N1/N2=-k，即干式变压器原、副线圈电压有效值比例，等于其匝数比并且原、副线圈电压的位相差为π。

　　从而得到：

　　U1/U2=N1/N2

　　在空载电流可以忽略的情形下，有I1/I2=-N2/N1，即原、副线圈电流有效值尺寸与其匝数成反比，且相位差π。

　　从而可得

　　I1/I2=N2/N1

　　理想干式变压器原、副线圈的功率相同P1=P2。表明理想干式变压器自身无功率损耗。具体干式变压器总存有消耗，其效率为η=P2/P1。电力干式变压器的效率很高，可达90%以上。