电机与变压器教 案2 (小型单相变压器制作)

1、 教 案 正 页 序号 2 课程_电机与变压器装调_ 2016/2017年第二学期 教师 章节课题一教具单相变压器等课题单相变压器设计与制作（一）多媒体有授课班级课堂类型一体化课授课日期授课时数理论：7实训：14审批意见 (签名) 月 日教学目的1、 掌握小型单相变压器的基础知识2、 掌握单相变压器的工作原理3、 掌握小型变压器的设计方法教学重点1、 小型变压器的制作方法2、 掌握单相变压器的工作原理教学难点1、小型变压器的制作方法2、掌握单相变压器的工作原理教学方法一体化实训，观察法，仪表测量法作业布置1、 简述小型变压器的分类和用途？2、 简述变压器的工作原理变压器主要由哪些部分组成？各起

2、什么作用？课后分析教案附页教学环节教学内容附记一、课题名称单相变压器的设计与制作（二）二、实训前的准备设备与工具：单相变压器骨架，硅钢片，漆包线，青壳纸，兆欧表，万用表等实训场地:504三、复习引导内容1、小型变压器的结构2、小型变压器的设计4、 课题所需的相关知识二次侧绕手轮转动螺杆 可动二次侧绕组固定的一次侧绕组铁心五、实训的分组练习情况6、 实训中可能出现的问题及解决方法7、 总结（一）自耦变压器1、单相自耦变压器2、三相自耦变压器前面讲的变压器的一次侧、二次侧都是分开绕制，虽然都装在一个铁心上，但相互是绝缘的，只有磁路上的耦合，却没有电路上的直接联系，能量是靠电磁感应传过去的，所以称为

3、双绕组变压器。自耦变压器的结构却有很大不同，即一次侧、二次侧共用一个绕组，一次侧、二次侧绕组不但有磁的联系，还有电的联系。3、单相自耦变压器原理(1).原理与变压比U1=E1=4.44fmU=E=4.44fm（2）.绕组中公共部分的电流磁势平衡方程式：磁动势：很小，可忽略。得，/1/K公共部分的电流(K-1) 4、自耦变压器的特点：（1）优点： 1）可改变输出电压 2）用料省、效率高。（2）.缺点：但是自耦变压器也存在着不容忽视的缺点： 1)因它一次侧、二次侧绕组是相通的，高压侧(电源)的电气故障会波及低压侧，如高压绕组绝缘破坏，高电压可直接进入低压侧，这是很不安全的，所以低压侧应有防止过电压

4、的保护措施。 2)如果在自耦变压器的输入端把相线和零线接反，虽然二次侧输出电压大小不变，仍可正常工作，但这时输出“零线”已经为“高电位”，是非常危险的。（3）. 自耦变压器输出功率S2=U2I2=U2(I+I1)=U2 I +U2I1=S2+S2S2为绕组之间电磁感应传递的能量，而S2为电路直接从一次侧传递的能量。从U2I1= S2可导出：S2=S2/K 通常，自耦变压器变比K=1.22的状态下，优点明显。（2） 仪用互感器 1、电流互感器工作原理 电流互感器结构上与普通双绕组变压器相似，也有铁心和一次侧、二次侧绕组，但它的一次侧绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线都很粗。电流互感器的二次侧绕组

5、匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联成为闭合电路，由于这些线圈的阻抗都很小，所以二次侧近似于短路状态。由于二次侧近似于短路，所以互感器的一次侧的电压也几乎为零，因为主磁通正比于一次侧输入电压，总磁势为零。2、电压互感器工作原理 电压互感器的原理和普通降压变压器是完全一样的，不同的是它的变压比更准确；电压互感器的一次侧接有高电压，而二次侧接有电压表或其他仪表(如功率表、电能表等)的电压线圈。因为这些负载的阻抗都很大，电压互感器近似运行在二次侧开路的空载状态， U2为二次侧电压表上的读数，只要乘变比K就是一次侧的高压电压值。 仪用互感器的结构和使用注意事项比较比较内容电流互感器电压互感器结构

6、一次绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线都很粗，串联在被测的电路中; 二次绕组匝数较多，二次侧近似于短路状态。运行中二次侧不得开路。一次侧接有高电压，而二次侧近似开路状态，运行中，二次侧不能短路。电压电流关系I= N1/N2* I2=K1I2U1/U2=N1/N2=KU连接方法电流互感器的一次、二次绕组有“+”“-”或“*”的同名端标记，二次侧接功率表或电能表的电流线圈时，极性不能接错二次绕组接功率表或电能表的电压线圈时，极性不能接错，三相电压互感器和三相变压器一样，要注意连接方法，接错会造成严重后果准确度等级02，0.5，1.0，3，100.1，02，0.5，1.0，3.0接地铁心和二次绕组的

7、一端要有可靠的接地，保障人身和仪表安全铁心和二次绕组的一端要有可靠的接地，保障人身和仪表安全（3） 电焊变压器 交流弧焊机由于结构简单、成本低、制造容易和维护方便而得到广泛应用。电焊变压器是交流弧焊机的主要组成部分，它实质上是一个特殊性能的降压变压器。为了保证焊接质量和电弧燃烧的稳定性，电焊变压器应满足以下条件： (1)二次侧空载电压应为6075V，以保证容易起弧。同时为了安全，空载电压最高不超过85V。 (2)具有陡降的外特性，即当负载电流增大时，二次侧输出电压应急剧下降，通常额定运行时的输出，电压U2s为30V左右(即电弧上电压)。 (3)短路电流1c不能太大，以免损坏电焊机，同时也要求变

8、压器有足够的电动稳定性和热稳定性。 (4)为了适应不同的加工材料、工件大小和焊条，焊接电流应能在一定范围内调节。1、带可调电抗器的电焊变压器 带可调电抗器的电焊变压器有外加电抗器式和共轭式两种结构形式。（1）外加电抗器式（2）共轭式电焊变压器 增压法 减压法2、磁分路动铁式电焊变压器 结构图电路图 外特性曲线 前面两种变压器的一次侧、二次侧绕组是固定不动的，只是改变动铁心位置，即改变气隙大小来改变漏磁通的大小，从而改变了漏抗大小，达到改变曲线的下降陡度、调节电流的目的。3、动圈式电焊变压器的铁心是壳式结构，铁心气隙是固定不可调的。优点：没有活动铁心，电弧较不稳定。缺点：在绕组距离较近时，调节作

9、用会大大减弱，需要加大绕组的间距，铁心要做得较高，增加了硅钢的用量。（四）小型单相变压器的制作1、实训器材一字螺丝刀，剪钳，0.8mm 漆包线，手摇式绕线机，变压器绝缘漆，电工胶布，电烙铁， 电源线一条，接线座一只，万用表等2、实施过程及步骤小型变压器的绕组制作一般按以下步骤进行。（1）木芯与线圈骨架的制作（a）木芯的制作 在绕制变压器线圈时，将漆包线绕在预先做好的线圈骨架上。木质芯的尺寸：截面宽度要比硅钢片的舌宽略大0.2mm，截面长度比硅钢片叠厚尺寸略大0.3mm，高度比硅钢片窗口约高2mm。外表要做得光滑平直。(b)骨架的制作 一种是简易骨架，用青壳纸在木质芯上绕12圈，用胶水粘牢，其高

10、度略低于铁心窗口高度。绕制时要特别注意线圈绕到两端，在绕制层数较多时容易散塌，造成返工。另一种是积木式骨架，形状见图所示（2）线圈的绕制步骤（a）起绕时，在导线引线头上压入一条用青壳纸或牛皮纸片做成的长绝缘折条，待绕几匝后抽紧起始头，如图所示。 （b）绕线时，通常按照一次侧绕组静电屏蔽二次侧高压绕组二次侧低压绕组的顺序，依次叠绕。当二次侧绕组的组数较多时，每绕制一组用万用表检查测量一次。(c)每绕完一层导线，应安放一层层间绝缘，并处理好中间抽头，导线自左向右排列整齐、紧密，不得有交叉或叠线现象，绕到规定匝数为止。(a) 绕组线头的紧固 (b) 绕组线尾的紧固 (d)当绕组绕至近末端时，先垫入固

11、定出线用的绝缘带折条，待绕至末端时，把线头穿入折条内，然后抽紧末端线头。(e) 取下绕组，抽出木质芯，包扎绝缘，并用胶水粘牢。（3）绕制工艺要点 （a）对导线和绝缘材料的选用 (b)做引出线 利用本线作引出线（4）绕线的方法 对无框骨架的，导线起绕点不可紧靠骨架边缘；对有边框的，导线一定要紧靠边框板。 绕线时，绕线机的转速应与掌握导线的那只手左右摆动的速度相配合，并将导线稍微拉向绕组前进的相反方向约5°左右，以便将导线排紧。（5)层间绝缘的安放(6)、静电屏蔽层（静电隔离层）的安放(7)、绕组的中间抽头(8)、绕组的中心抽头(9)、绕组的初步检查绕组制作完成后，要进行初步检查：(a)

12、用量具测量绕组各部分尺寸，与设计是否相符，以保证铁心的装配；(b)用电桥测量绕组的直流电阻，以保证负载用电的需要；(c)用眼睛观察绕组的各部分引线及绝缘完好与否，以保证可靠的使用。3、铁心的装配（1）铁心装配的要求(a)要装得紧。(b)装配铁心时不得划破或胀破骨架，误伤导线，造成绕组的断路或短路；(c)铁心磁路中不应有气隙，各片开口处要衔接紧密。以减小铁心磁阻；(d)要注意装配平整，美观。小型变压器的铁心装配通常用交叉插片法1-线包 2-引出线 3-绝缘衬片 4、5-E型硅钢片（五）单相变压器的绕组和极性1、极性的意义 （1）直流电源的极性（2）交流电源的极性（3）单相变压器的极性变压器绕组的

13、极性是指变压器一次侧、二次侧绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之间的相位关系，通常用同名端来标记。同名端通常用“*”或“.”表示.2、绕组连接和极性的重要性。绕组的连接主要有以下几种形式： 1绕组串联： (1)正向串联，也称为首尾相连，即把两个线圈的异名端相连，总电动势为两个电动势相加，电动势会越串越大。（2）反向串联：也称为尾尾相连，即把两个线圈的同名端相连，总电动势为两个电动势相减，电动势会越串越小。绕组并联：变压器绕组的极性的判别 1直观法 因为绕组的极性是由它的绕制方向决定的，所以可以用直观法判别它们的极性。2仪表测试法无法观察到绕组的绕制方向(如绕组密封在内部)，只能借助仪表来测试。（1） 1）电压表法，如果U3=U1+U2，则是正向串联，1U1与2U1是异名端；如果U3=U1U2则是反向串联，1U1与2U1是同名端2) 检流计法 P为检流计(检流计指针偏向电流流人的一端)。当合上开关，如电流向下，说明这时1U1与2U1都处于高电位，所以它们是同名端。用这个方法时，为了省电和保护检流计，一般将高压侧接检流计。也可用直流毫安表代替检流计，直流毫安表量程由大至小试用，直到反应明显为止。第一组第二组第三组第四组第五组第六组第七组第八组第九组第十组十一组十二组十三组十四组十五组十六组十七组十八组十九组二十组自耦变压器不仅用于降压，只要