变压器基础教案

.第七章变压器7.1变压器的结构7.2变压器的工作原理一、教育目标1 .了解变压器的结构、分类、额定和使用注意事项。2 .了解变压器的工作原理，了解变压器的用途。二、教育重点、难点分析要点：1 .理解变压器的工作原理。2、知识点：电压转换、电流转换、阻抗转换、电压平衡方程式。难点：1 .理解变压器的工作原理。三、教具可以卸下变压器、学生电源、演示电流计等。视听教育设备。四、教育方法讲义法(以启发讲义为中心)，多媒体课件。五、教育过程I .知识审查1 .发生电磁感应现象的条件。2 .法拉第电磁感应定律。II .新课程一、变压器的结构1 .变压器的分类1 )各用途：电力变压器、专用电源变压器、调压变压器、测定变压器、绝缘变压器。2 )双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器已经是自耦合变压器。3 )相数分：单相变压器、三相变压器、多相变压器。2 .变压器的结构基本结构：由芯和绕组组成。铁心是变压器的磁路通道，由磁导率高、相互绝缘的硅钢片形成，减少涡流和滞后损耗。 根据其构造形式，如图1(a )、(b )所示，分为心形和壳型。图1心式和壳式变压器线圈是变压器的电路部分，用油漆线、砂包线或线包线缠绕。 其中，连接电源的线圈称为初级线圈(初级绕组)，连接负载的线圈称为次级线圈(次级绕组)。3、额定及使用注意事项1 )额定额定电容变压器的次级线圈输出的最大视在功率。 其大小为副边额定电流的积，一般用kva表示。原边额定电压接受变压器初级线圈的最大正常工作电压。二次线圈额定电压在变压器的一次线圈上连接额定电压时，二次线圈上连接额定负载时的输出电压。2 )使用注意事项区分初级线圈和次级线圈，以额定电压正确安装，防止绝缘破坏和过载。防止变压器绕组短路，使变压器烧损。工作温度不要太高。 电力变压器需要良好的绝缘。二、变压器的工作原理变压器根据电磁感应的原理工作，初级线圈与交流电源连接，在铁心上产生交变磁通，如图2所示，在初级线圈、次级线圈上产生感应电动势。1 .变压器的空载运行和变压比如图2所示，设初级线圈的匝数为N1，端子电压为U1，副线圈的匝数为N2，端子电压为U2。 于是，原、二次绕组(一次、二次绕组)的电压之比成为匝数比，即(式7-1 )图2变压器空载运行电路图n被称为变压器的变压比或变化。注意：上式在导出过程中忽略了变压器的原、副线圈的内阻，因此上式是理想的变压器电压转换关系。2 .变压器的负载运行和变流比在图2的副线圈端施加负载|Z2|，设负载中流过的电流为I2，分析了理想的变压器初级线圈、副线圈的电流关系。将变压器视为理想变压器，其内部不消耗电力，输入变压器的所有功率都消耗在负载上，即通过将上式变形带入(式7-1 )，能够得到理想的变压器电流变换关系(式7-2 )3 .变压器的阻抗变换作用设变压器的一次输入阻抗为|Z1|，二次负载阻抗为|Z2|，则代入因为。所以即(式7-3 )二次连接负载|Z2|时，电源连接阻抗相当于n2|Z2|的负载。 变压器的这种阻抗转换特性在电子电路中经常具有相等的阻抗匹配和信号源的内阻，从而在负载上获得最大功率。III .例题说明，巩固练习【例题1】、【例题2】略(参照教材7-2例题1、例题2 )。【例题3】有电压比220/110 V的降压变压器，当二次连接55 W的电阻时，求出变压器的一次输入阻抗。解1 :二次电流一次电流输入阻抗解2 :变压比输入阻抗.总结1、变压器的基本结构：由铁心和绕组构成。2、理想变压器的电压、电流、阻抗转换关系。电压转换关系电压转换关系阻抗变换关系v .工作略。7.3变压器的功率和效率7.4几种常用变压器一、教育目标1 .理解变压器的功率和效率，能简单计算。2 .了解铜损、铁损的概念。3 .了解常用变压器的结构、用途及使用注意事项。二、教育重点、难点分析要点：1 .变压器的功率和效率的计算。难点：平分。三、教具视听教育设备。四、教育方法讲义法(以启发讲义为中心)，多媒体课件。五、教育过程I .知识审查1、理想变压器的电压、电流、阻抗转换关系。电压转换关系电压转换关系阻抗变换关系。2 .交流电路功率计算公式：II .新课程一、变压器的功率和效率1 .变压器的电力实际变压器在工作时一定有功率损失。 变压器的功耗等于一边输入功率和两边输出功率之差变压器的功率损耗有铜损和铁损两部分，它们可以用计算或使用它的方法求出。铜损原本在副边上有电阻，所以电流对电阻消耗一定的电力。铁损是交变的主磁通在铁心上产生的滞后损耗和涡流损耗。2 .变压器的效率变压器的效率是变压器的输出功率和输入功率的比率(式7-4 )大容量变压器的效率达到98% 99%，小型电源变压器的效率约达到70% 80%。二、几个常用变压器图3自耦合变压器的符号和电路图1 .自耦合变压器自耦合变压器的原、副绕组共用一部分绕组，它们之间不仅有磁耦合，还有电关系，如图3所示。原、副线圈电压之比与电流之比的关系注意：为了容易发生触电事故，请正确接线使用自耦合变压器。接通电压前，请把方向盘调零。 接通电源后，慢慢转动手柄，调节必要的电压。2 .小型电源变压器小型电源变压器应用广泛，用于电子设备。 一般有12个初级线圈和几个不同的次级线圈，根据实际的需要组合，可以得到不同的输出电压。把教材图(7-7)(a )、(b )分析给学生自己，指导各自有什么样的工作方式，能得到什么样的输出电压。三、变流器变压器是仪表专用的，是在控制设备和保护设备中使用高电压或大电流的变压器。 分为变压器和变压器。1 )变压器使用时，变压器的高压线圈跨越想测量的供电线路，低压线圈与电压表连接。可知高压线的电压U1等于所测定的电压U2与变压比n的积，即U1=nU2注意：(1)次级绕组不能短路，防止次级绕组烧损。图4变压器图5变流器(2)铁心和次级绕组的一端必须切实接地，防止高压绕组的绝缘破坏引起的设备破坏和人身事故。图6钳位电流计2 )变流器使用时，电流互感器的初级线圈与测量电流的负载串联连接，次级线圈与电流计成为串联闭合的电路。通过负载的电流等于测得的电流与变压比的倒数的积。注意：(1)请勿对变流器进行二次开放。 不那样做的话很危险(2)铁心和次级绕组的一端必须可靠地接地。常用的钳位电流计也是变流器。 由用电流表连接在闭合电路上的次级线圈和铁心构成，其铁心能开闭，能开闭。 测量时，把测量电流的一条导线放入钳口，可以用电流计直接测量电流的大小。图7三相变压器4、三相变压器如图7所示，三相变压器是3个相同的单相变压器的组合。 三相变压器用于供电系统。 根据三相电源和负载，三相变压器的初级线圈和次级线圈呈星形或三角形。三相变压器的各相相当于独立的单相变压器。 单相变压器的基本式和分析方法与三相变压器的任一相使用。5 .变压器铭牌数据变压器外壳有铭牌，为了安全正确地使用变压器，需要掌握铭牌各数据的意义。形式显示变压器的主要结构、冷却方式、电压和容量等级等。SJL-560/10表示三相，单相变压器用d表示j表示油浸自冷式冷却方式，空冷式用f表示l表示搭载防雷装置，560表示容量为560kVA，10表示高压线圈的额定电压为10kV。额定电压变压器空载时的电压，三相变压器的指线电压。额定电流变压器正常运转时能通过的最大电流、三相变压器的指形电流。额定容量额定容量意味着变压器的额定输出为功率s。 单相变压器中S=U2I2； 在三相变压器中。温度上升所谓温度上升是变压器的某部分和周围环境的温度差，变压器允许的温度上升取决于材料的绝缘等级。 运转变压器时，请注意温度上升，确保安全运转。III .例题说明，巩固练习【例题1】略(参照教材7-3例题)【例题2】测定了某变压器的一次电压为2200 V，二次电压为220 V