变压器的连接与测试.doc

实验研讨项目二 变压器的连接与测试(9)一、研讨目的1深入了解变压器的性能，学会灵活运用变压器。2了解互感线圈串联时与同名端的位置有关。3学会查阅资料、学会思考、学会交流与合作二、基本原理（导读）一台变压器都有一个初级绕组和一个或多个次级绕组。如果一台变压器有多个次级绕组，那么，在某些情况下，通过改变变压器各绕组端子的联接方式，常可满足一些临时性的需求。1如图2-1所示的变压器，有两个8.2V、0.5A的次级绕组。现在想得到一组稍低于8V的电压，用这台变压器（不能拆它），能实现吗？要降低（或升高）变压器次级绕组的输出电压，有三种方法：（1）降低（或升高）初级输入电压这需要用到调压器，还受到额定电压的限制。（2）减小（或增加）次级绕组匝数。（3）增加（或减小）初级绕组匝数。图2-1后两种方法似乎都要拆变压器才能做到。但是，针对我们的问题，不拆变压器也能实现：只要把8.2V绕组串入初级绕组（注意同名端，应头尾相串），再接入220V电源，则变压器的另一个次级绕组的输出电压就会改变。变压器初、次级绕组的每伏匝数基本上是相同的，设为n匝/伏，则该变压器初级绕组的匝数为220n匝，两个次级绕组的匝数分别为8.2n和8.2n匝。把一个次级绕组正串入初级绕组后，初级绕组就变成（220+8.2）n匝。当变压器初极绕组的匝数改变时，由于变压器次级绕组的输出电压与初级绕组的匝数成反比，所以将8.2V绕组串入初级绕组后，另一个8.2V绕组的输出电压变为： 220/(220+8.2)*8.2=7.91V同理，如果把8.2V绕组反串入初级绕组，再接入220V电源，则8.2V绕组的输出电压就变为：220/(220-8.2)*8.2=8.52V 2将此变压器的二个次级绕组头尾相串，就可以得到16.4V的次级输出电压。反之，如果将它的二个次级绕组反向串联，其输出电压就成为0V。3将两个或多个输出电压相同的次级绕组相并联（注意同名端相并联），以获得较大的负载电流。本例中，如果将2个次级绕组同相并联，则其负载电流可增至1A。4在将一个变压器的各个绕组进行串、并联使用时，应注意以下几个问题：（1）二个或多个次级绕组，即使输出电压不同，均可正向或反向串联使用，但串联后的绕组允许流过的电流应 其中最小的额定电流。（2）二个或多个输出电压相同的绕组，可同相并联使用。并联后的负载电流可增加到并联前各绕组的额定电流之和，但不允许反相并联使用。（3）输出电压不相同的绕组，绝对不允许并联使用，以免由于绕组内部产生环流而烧坏绕组。（4）有多个抽头的绕组，一般只取其中一组（任意两个端子）来与其它绕组串联或并联使用。并联使用时，该两端子间的电压应与被并绕组的电压相等。（5）变压器的各绕组之间的串、并联都为临时性或应急性的使用。长期性的使用仍应采用规范设计的变压器。（6）图2-1中，变压器两个次级绕组所标注的输出电压是在额定负载下的输出电压。如果采用实验方法测得的各个次级绕组的电压实际上是空载电压，要比所标注的电压高。三、研讨内容及分析结果1假设同名端；（实际中需采用实验的方法先测出同名端）答：可以用交流法和直流法来判断线圈的同名端。直流法是通过对原边电压的通断设置，观察副边电流表的正反偏来判断同名端的；交流法是通过将原副边各一端相连，分别测出以上电压以及原副边的电压，通过近似得到电压间的代数关系来判断同名端的。2将变压器的1、2两端接交流220V，二个次级绕组的输出电压为多少？答：变压器初、次级绕组的匝数之比近似就是原副边的电压之比，设n匝/伏 ，则有220n/8.2/n=220/U34解得U34=8.2V,同理U56=8.2V3将1、3连通，2、4两端接交流220V， 5、6两端的电压为多少？ 答：设线圈匝数和电压之间的比例关系为：n匝/伏，因为线圈12和线圈34反串，作用互相增强，则 220n-8.2n8.2n=220U56 解得U56=8.52V4将1、4连通，2、3两端接交流220V， 5、6两端的电压为多少？答：设线圈匝数和电压之间的比例关系为：n匝/伏，因为线圈12和线圈34正串，作用互相抵消，则 220n+8.2n8.2n=220U56 解得U56=7.91V5将4、5连通，1、2两端接交流220V， 3、6两端的电压为多少？答：设线圈匝数和电压之间的比例关系为：n匝/伏，因为线圈56和线圈34正串，作用互相增强，则 220n8.2n+8.2n=220U36 解得U36=16.4V6将3、5连通，1、2两端接交流220V， 4、6两端的电压为多少？答：将两个次级绕组反向串联，则作用相互抵消 解得U46=0V7将3、5连通，4、6连通，可以吗？能这样连接的条件是什么？若能连接1、2两端接交流220V，3、4两端的电压为多少？ 答：只有在U34和U56的输出电压相同时才可以将3、5连通，4、6连通。并联后的负载电流可增加到并联前各绕组的额定电流之和，但不允许反相并联使用。 若能连接，U34=8.2V8 图2-1所示变压器的初级额定电流是多少（变压器效率以85%计）？ 答：由题意得，P次P初=85%，U次I次/(U初I初)=85%所以I初=45.6097561A9不同的连接方式时，变压器次级线圈的输出电压是如何计算的？ 答：要先判断连接方式，线圈是正串还是反串，或者是有条件的并联。 然后根据U初U次=初级线圈匝数次级线圈匝数（在理想状态下） 或者P次P初=变压器效率（实际情况下）来计算变压器次级线圈的输出电压。10变压器的不同绕组串并联使用时，要注意什么？ 答：（1）二个或多个次级绕组，即使输出电压不同，均可正向或反向串联使用，但串联后的绕组允许流过的电流应 其中最小的额定电流。（2）二个或多个输出电压相同的绕组，可同相并联使用。并联后的负载电流可增加到并联前各绕组的额定电流之和，但不允许反相并联使用。（3）输出电压不相同的绕组，绝对不允许并联使用，以免由于绕组内部产生环流而烧坏绕组。（4）有多个抽头的绕组，一般只取其中一组（任意两个端子）来与其它绕组串联或并联使用。并联使用时，该两端子间的电压应与被并绕组的电压相等。（5）变压器的各绕组之间的串、并联都为临时性或应急性的使用。长期性的使用仍应采用规范设计的变压器。11如图2-2所示，变压器的初级线圈由A、B两部分组成，它们的额定电压各为110V，试问当电源电压为220V及110V两种情况下，初级的四个端钮应如何联接？如把1、2联在一起，而把1、2两端接入220V电源，将会发生什么情况？如A、B绕向不知，如何使联接正确？ 图2-2 答：当电压为220V时，应1和2连，220V加在1,2上。当电压为110V时，1和2连， 1和2连。电压加在1和1上。如把1、2联在一起，而把1、2两端接入220V电源，那么线圈就会烧坏。如不知A、B绕向，则先判断同名端后决定如何连接。12变压器各绕组端子联接方式改变时，输出电压将如何改变？请分析原理； 答：假设线圈匝数之比为n:m，则U初U次=nm ，在计算之前，首先要判断线圈之间是正串还是反串，正串匝数增加，反串匝数减小。四、心得体会 在解决关于变压器相关问题