变压器的选择与使用.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,*,电子课件,变压器的选择与使用,任务,1,认识单相,变压器,教学目的：,各种变压器的结构、原理、计算、用途,能力目标：,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,知识目标：,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、三相变压器的认识与应用,变压器,(transformer),的选择与使用,变压器图片,-,小型变压器（单相,single-phase,）,变压器图片,-,电力变压器（多为三相,three-phase,）,一、变压器的用途,1,、变电压,升压变压器,降压变压器,任务,1,认识单相,变压器,2,、,变电流,4,、,变相位,5,、,电气隔离,3,、,变阻抗,二、变压器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。,-,+,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,N1,N2,时，,U2,U1,，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。,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,U,1,U,2,，,是否,I,1,I,2,？,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？,已知某收音机输出变压器的原边匝数为,600,副边匝数为,30,副边原接有,16,的扬声器，现要改接成,4,扬声器，求,N,2,应改为多少？,（,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,),。,N,1,i,1,u,1,N,2,Z,L,u,2,S,a,x,i,2,例,4,：,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：,某机床控制电路电压为,48V,，控制电路的负载（各种继电器、接触器）为,40W,，功率因数,0.8,。机床电源为线电压,380V,，相电压为,220V,。为满足控制电路的需要，试选择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,48V,，额定容量,50VA,）；,备选变压器：,BK-200,（一次电压,220,，二次电压,48V,，额定容量,60VA,）；,实例,1,：,某机床控制电路电压为,24V,，控制电路的负载（各种继电器、接触器）为,20W,，功率因数,0.8,。机床电源为线电压,380V,。为满足控制电路的需要，试选择变压器的电压和功率，并说明接线方式。,备选变压器：,BK-30,（一次电压,380,，二次电压,24V,，额定容量,30VA,）；,备选变压器：,BK-20,（一次电压,380,，二次电压,24V,，额定容量,20VA,）；,实例,2,：,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。,一、自耦变压器,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、三相变压器的认识与应用,自耦变压器使用应注意：,1,、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。,2,、接通电源前，应将输出端滑动触点旋至零位，然后接通电源，逐渐转动手柄，将电压调至所需的数值。,3,、不要把输入、输出端接错。若接反,a,、可能造成电源短路,b,、可造成输出过高的电压,专门用于测量的变压器。,二、仪用互感器,1,、电压互感器：,用于将高电压（,500V,以上）变换成低电压。,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,。,电压互感器二次侧额定电压为,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，匝数很少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细，匝数很多。,电流互感器二次侧额定电压为,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。,电流互感器图片,用变流比为,100/5,的电流互感器、变压比为,10 000V/100 V,的电压互感器，扩大量程，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？,即被测电路的电流为,50A,，,电压为,9000 V,。,例,6,：,解：,三、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。,电力变压器图片,四、三相变压器,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。,变压器,的铭牌,三相变压器的铭牌,2,、额定容量,S,N,单相变压器,1,、型号,三相变压器,一台单相变压器额定容量,S,N,=180,kV.A,，,一、二次绕组的额定电压,U,1N,/,U,2N,=6000/220 V,，,求一、二次绕组的额定电流,I,1N,、,I,2N,各为多大？这台变压器的二次绕组能否接入,150 kW,、,功率因数为,0.75,的感性负载？,二次绕组的电流是,解：,一次绕组的电流是,150kW,的感性负载流过的电流为,由于,I,2,I,2N,，,所以不能接入。,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：,Dyn11,三 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,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,求：一、二次测的相电压、相电流、变比。,额定效率,98.6%,解：,