变压器的学习.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,变压器,变压器图片,-,小型变压器（单相,single-phase,）,各种变压器的图片,课题一变压器,(,transformer,),变压器图片,-,电力变压器（多为三相,three-phase,）,任务,1,单相变压器的学习,教学目的：各种变压器的结构、原理、计算、用途,能力要求：,1,）能计算变压器的各种参数,2,）能根据负载要求选择电力变压器,3,）能根据负载要求选择特殊变压器,知识要求：,1,）了解各种变压器的结构,2,）熟悉各种变压器的工作原理,3,）掌握各种变压器的基本计算,任务,2,特殊变压器的应用,（自耦,/,电流互感器,/,电压互感器,/,电焊变压器）,任务,3,三相变压器的学习,一、变压器的用途,1,、变电压,升压变压器,降压变压器,任务,1,单相,(,single-phase),变压器,(,transformer,),的学习,2,、变电流,4,、变相位,5,、电气隔离,3,、变阻抗,二、变压器,(transformer),的基本结构和工作原理,1.,变压器的基本结构,铁心,绕组,(,线圈,),磁路,/,绕组的支撑骨架,电路,由硅钢片叠压而成,由铜或铝导线绕成,变压器一次侧绕组,（原线圈）,变压器二次侧绕组,（副线圈）,变压器图形符号,变压器,是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的,“静止”电气设备,。变压器在传递电能的过程中,频率不变,。,T,r,2,变压器的工作原理,（,1,）,电压,变换作用,N,1,i,0,u,1,N,2,|,Z,L,|,u,20,S,a,x,x,变压器的,一次侧接电源,，,二次侧开路,(,空载,),变压器空载时原边有电流,i,0,(,很小,),，在铁心磁路中产生 磁通,，当,穿过两线圈时，分别感应电压,变压器原、副边电压与感应电压的关系为：,变压器原、副边电压与感应电压的关系为：,k,称为变压器的变比。,P71,-,+,e,1,（,a,）当,K,1,，即,N,1,N,2,时，,U,2,U,1,，变压器起降低电源电压的作用；,（,b,）当,K,1,，即,N,1,N,2,时，,U,2,U,1,，变压器起升高电源电压的作用；,（,c,）当,K,1,、即,N,1,N,2,时，,U,2,U,1,，变压器起着隔离电源的作用。,隔离变压器的作用是实现工作回路和一次侧电气回路电器上的隔离，就是把接地的电网转换为范围很小的不接地电网，减弱了电击的危险性,。,P70,低压照明变压器一次绕组匝数,N,1,=1210,匝，一次绕组电压,U,1,=220V,，现要求二次绕组输出电压,U,2,=36V,，求二次绕组匝数,N,2,及变比,K,。,例,1,：,解：,（,2,）,电流,变换作用,变压器的,一次侧接电源,，,二次侧与负载接通,，这种运行状态称为,负载运行,。,变压器两端视在功率不变，因此：,其中,1,/,k,称为变压器的变流比。,N,1,i,1,u,1,A,X,N,2,|,Z,L,|,u,2,S,a,x,i,2,P72,则一次绕组电流,现有三种规格的白织灯：,36V/500W,，,36V/60W,，,220V/60W,，另有一台额定容量,S,N,=300V.A,、电压为,220V,36 V,的变压器，问（,1,）上述三种白织灯中，哪种可以接在该变压器的二次侧使用？最多能接这种规格的白织灯几个？,解：,（,1,）,（,3,）灯泡点亮时，变压器二次绕组电流,例,2,：,36V/60W,，,5,个,（,2,）,（,2,）此变压器一次绕组的匝数是,825,匝，求二次绕组的匝数是多少？,（,3,）二次侧灯泡点亮时，变压器一次、二次绕组中的电流各为多少？,已知某收音机内阻为,100,，,输出变压器的原边匝数为,50,副边原接有,4,扬声器，为达到阻抗匹配，求,N,2,应为多少？,（,3,）,变压器的阻抗变换作用,变压器的副边所接负载为,Z,L,，反映到原边的输入阻抗为,Z,1,，为,：,把变压比和变流比公式代入可得,：,变压器的阻抗变换作用常用于电子电路中,(,阻抗匹配,),。,例,3,：,N,1,i,1,u,1,N,2,Z,L,u,2,S,a,x,i,2,一交流信号源的电动势,E=20V,，内阻,R,0,180,，现有一个电阻,R,L,为,5,的负载，（,1,）如果将,R,L,直接与信号源连接，,试求信号源输出功率（负载获得的功率）。,（,2,）如果通过变压器实现阻抗匹配（即,R,L,=R,0,），,试求信号源输出的功率及变压器的匝数比。,解：,（,1,）,例,4,：,（,2,）,设交流信号源电压,U=100V,，内阻,R,0,=800,，负载,R,L,=8,。,（,1,）将负载直接接至信号源，负载获得多大功率？,（,2,）经变压器进行,阻抗匹配,，求负载获得的最大功率是多少？变压器变比是多少？,例,5,：,解：,1,、有一台变压器，一次绕组电压,U,1,=3000V,，二次绕组电压,U,2,=220V,。如果负载是一台,220V,，,25KW,的电阻炉，试求变压器一、二次绕组的电流各为多少？,2,、,把电阻,R=8,的扬声器接于输出变压器的二次侧，设变压器的一次绕组,N,1,=500,匝，,二次绕组,N,2,=100,匝。（,1,）试求扬声器折合到一次侧的等效电阻。（,2,）如果变压器的一次侧接上电动势,E=10V,、内阻,R,0,=250,的信号源，求输出到扬声器上的功率。（,3,）若不经过变压器，直接把扬声器接到,E=10V,、内阻,R,0,=250,的信号源，求输出到扬声器上的功率。,任务,2,特殊变压器,(,transformer,),的应用,各型自耦调压器,单相自耦调压器,特点：,副绕组是原绕组的一部分，原、副压绕组不但有,磁,的联系，也有,电,的联系。,1,、自耦变压器,P97,u,1,u,2,自耦变压器的,工作原理,和普通双绕组变压器,一样,，因此,变比相同,自耦变压器也称为,自耦调压器,，它的最大,特点,就是,可以通过转动手柄来获得副边所需要的,各种电压,。,u,1,u,2,自耦变压器的电路图符号,任务,2,特殊变压器,(,transformer,),的应用,使用自耦变压器应注意：,1,、不要,把输入、输出端接错。即不能将电源接在输出端。,*2,、若电源的输入端有,3,个接头。它可用于,220V,和,110V,的供电线路，若接错会把调压器烧坏。,3,、接通电源前，应将滑动触点旋至零位，然后接通电源，逐渐转动手柄，将电压调至所需的数值。,4,、自耦变压器原边电压与地，若接反则输出端电压为,0,时也会带有,220V,的电压，造成事故。,2,仪用互感器,P99,专门用于测量的变压器。,1,）电压互感器：,用于将高电压（,1000V,以上）变换成低电压（二次侧额定电压,100V,）。,电压互感器的一次绕组匝数,很多,，,并联,于待测电路两端；二次绕组匝数,较少,。,电压互感器二次侧表头额定值为,标准值,100V,。,使用注意：,1,、电压互感器的铁心和低压绕组的一端必须接地。若不接地，万一高、低压绕组之间绝缘损坏，则低压侧出现高电压；,2,、低压侧不能短路，因为短路电流大会烧坏绕组，因此应该串熔断器；,3,、,电压互感器使用时，二次侧并联,阻抗不得太小,，否则,影响测量精度,。,L,1,L,2,N,1,N,2,V,2,）电流互感器,：,用于将大电流（,5A,以上）变换为小电流。,原绕组线径,较粗,，匝数,少,，与被测电路负载,串联,；副绕组线径,较细,，匝数,多,电流互感器二次侧表头额定值为,标准值,5A,使用注意：,1,、副绕组电路不允许开路。,a,、二次绕组开路时，互感器处于空载运行状态，此时一次绕组中流过的被测电流全部为励磁电流，使铁心中的磁通急剧增大，造成铁心过热，烧坏绕组。,b,、二次绕组匝数多，将感应出很高的电压，危及测量人员和设备安全。所以在电流互感器工作时，检修或拆装电流表或功率表的电流线圈，应先将二次绕组短路。,2,、铁心和二次绕组的一端必须接地。,3,、二次绕组回路串联的电压表的电流线圈阻抗值不得超过允许值，以免降低测量精度。,L,1,L,2,N,1,N,2,V,用变流比为,100/5,的电流互感器、变压比为,10000V/100 V,的电压互感器，扩大测量仪表的量程。其,电流表读数为,2.5 A,，电压表读数为,90 V,，试求被测电路的电流、电压各为多少？则接在电压互感器、电流互感器二次测功率表的量程扩大了多少倍？,即被测电路的电流为,50A,，电压为,9000 V,。,例,6,：,解：,总量程扩大了：,k,i,k,i,=20,100=2000,钳形电流表,3,电焊变压器,特点：,电焊变压器实质是一台特殊的降压变压器。电弧焊是靠电弧放电的热量来熔化金属的。,1,）电焊变压器在空载时，应有一定的空载电压，通常,U,0,=60,75V,，最高不宜超过,85V,；,2,）负载时电压降至,30V,，短路时即焊条碰上工件时的电流,I,SC,也不应过大；,3,）为了满足不同焊接要求，焊接电流应在较大范围内进行调节。,电焊变压器的外特性曲线,外特性：,左图所示为电焊变压器的外特性曲线，其中,U,0,为空载电压，,I,SC,为短路电流，,I,N,、,U,N,为曲线上任意一点的焊接电流与电压。从图中可以看出，电压随电流的增大而急剧下降，即有陡降的外特性。,（,b,）串联可变电抗器,（,a,）磁分路,结构：,为了满足上述条件，电焊变压器必须具有较大的漏抗，而且可以进行调节。,变压器有三只铁心柱，两边是主铁心，中间是动铁心。变压器的一次绕组绕在一个主铁心柱上，二次绕组的一部分绕在一次绕组的外层，一部分绕在另一铁心柱上。,动铁心装在固定铁心中间的螺杆上，螺杆转动时，活动铁心就沿着螺杆在固定铁心中间移动从而改变变压器的漏抗。当铁心处于全部推进位置时，漏磁通增多，输出电压随输出电流,的增大,下降较快；当铁心处于全部抽出位置时，漏磁通减少，输出电压随输出电流的增大而下降较慢，调节铁心的位置可获得满意的外特性曲线。,磁分路电焊变压器铁心及绕组图,焊接电流粗调是靠变换二次绕组接线板上的连接片实现的,-,改变二次绕组的匝数,;,焊接电流的细调节是通过调整动铁心的位置,-,改变漏抗实现。,任务,3,三相变压器,(,transformer,),的学习,电力变压器,油浸式电力变压器,变压器工作时绕组和铁心都要发热。小容量的变压器可以采用空气自冷方式，即通过绕组和铁心直接将热量散失到周围的空气中去，大容量的变压器则需采用专门的冷却措施，常用的是将绕组和铁心放在盛满变压器油的油箱中去，热量通过油箱散失到周围的空气中，油箱的外壁装有散热片或油管，这种方式称为油浸自冷式。,油浸式电力变压器的外形结构图,变压器,的铭牌,三相变压器的铭牌,P65,2,额定容量,S,N,单相变压器,1.,型号,三相变压器,一台三相变压器额定容量,S,N,=180 kV.A,，一、二次绕组的额定电压,U,1N,/,U,2N,=6000/380 V,，求一、二次绕组的额定电流,I,1N,、,I,2N,各为多大？一组负载为,380V,、,100 kW,、功率因数为,0.75,的感性负载，另一组负载为,380V,、,100 kW,、功率因数为,0.5,的感性负载，问那一组负载可以正常接入电路？,二次绕组的电流是,解：一次绕组的电流是,例,7,：,3,额定电压,U,1N,和,U,2N,额定电压,U,1N,是指变压器在额定运行情况下，加在一次绕组上的正常工作电压。它是根据变压器绝缘等级和允许温升等条件规定的。额定电压,U,2N,是指在一次绕组上加额定电压后，二次绕组空载时的电压值。,4,额定电流,I,1N,和,I,2N,额定电流是指变压器允许长期通过的电流，它是根据变压器发热的条件而规定的满载电流值。,5,冷却方式,油浸自冷方式,(ONAN),、强力风冷方式,(ONAF),、强迫油导向循环强力风冷方式,(OFAF),6,、,连接组标号,(,连接组别,),连接组标号是指三相变压器一、二次绕组的连接方式。,Y:,高压绕组作星形连接，,y,:,低压绕组作星形连接,;,D:,高压绕组作三角形连接，,d:,低压绕组作三角形连接,;,N:,高压绕组作星形连接时的中性线，,n:,低压绕组作星形连接时的中性线。,如：,Dyn11,选,三 相 电 力 变 压 器,型号,S9500/10,产品代号,IFATO,、,710,、,022,标准代号,GB1094.151996,额定容量,500kVA,额定电压：,U,1N,=10KV,U,2N,=0.4KV,3,相,50Hz,额定效率,98.6%,使用条件 户外式,联接组别,Yyn0,短路电压,4.4%,冷却方式,ONAN,额定温升,80,器身重,1115 kg,油重,311 kg,总重量,1779 kg,出厂序号,200201061,变压器厂,2002,年,1,月,P66,求：一、二次测的相电压、相电流；变比,某机床照明电路的负载为照明灯,36V,，,30W,；控制电路中,3,个特殊接触器参数为,36V,、,18W,、功率因数,0.6,；,2,个继电器为,36V,、,20W,、功率因数,0.5,。,可接电源为三相四线制机床供电线路，线电压,380V,，相电压为,220V,。,为满足控制电路的需要，试选择一台控制变压器，选择该变压器的电压和功率，并说明接线方式。,备选变压器：,BK-200,（一次电压,380,，二次电压,36V,，额定容量,200VA,）；,备选变压器：,BK-200,（一次电压,220,，二次电压,36V,，额定容量,200VA,）；,小结,1,、单相变压器的结构、原理、计算、用途,2,、自耦变压器的结构、原理、计算、用途,3,、仪用互感器的结构、原理、计算、用途,4,、电焊变压器的结构、原理、用途,5,、三相变压器的结构、铭牌参数,作 业,P69 6,、,7,