变压器的学习

1、变压器的学习 第1页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二变压器图片-小型变压器（单相single-phase）各种变压器的图片课题一变压器(transformer )第2页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二变压器图片-电力变压器（多为三相three-phase ）第3页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二任务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

2、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 第4页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二一、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 )的学习第5页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二2、变电流第6页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二4、变相位5、电气隔离3、变阻抗第7页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二二、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

3、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。Tr第8页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二2变压器的工作原理（1）电压变换作用N1i0u1N2|ZL|u20Saxx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 i0(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

4、。P71-+e1（a）当 K1，即 N1N2时，U2U1，变压器起降低电源电压的作用；（b）当K1，即N1N2时，U2U1，变压器起升高电源电压的作用；（c）当K1、即N1N2时，U2U1，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第9页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二 低压照明变压器一次绕组匝数N1=1210匝，一次绕组电压U1=220V，现要求二次绕组输出电压U2=36V，求二次绕组匝数N2及变比K。例1：解：第10页，共39页，2022年，5月20日，5

5、点8分，星期二（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。N1i1u1AXN2|ZL|u2Saxi2P72第11页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二 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SN=300V.A、电压为 220V36 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

6、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？第12页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二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N2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ZL，反映到原边的输入阻抗为Z1，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：N1i1u1N2 ZLu2Saxi2第13页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二 一交流信号源的电动势

7、E=20V，内阻R0180，现有一个电阻RL为5的负载，（1）如果将RL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RL=R0 ），试求信号源输出的功率及变压器的匝数比。解：（1） 例4：（2）第14页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二设交流信号源电压U=100V，内阻R0=800，负载RL=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：第15页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二1、有一台变压器，一次绕组电压U1=3000V

8、，二次绕组电压U2=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N1=500匝，二次绕组N2=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R0=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R0=250的信号源，求输出到扬声器上的功率。 第16页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二任务2 特殊变压器(transformer )的应用各型自耦调压器单相自耦调压器第17

9、页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二特点：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 P97u1u2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。u1u2自耦变压器的电路图符号任务2 特殊变压器(transformer )的应用第18页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二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

10、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。第19页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二2仪用互感器 P99专门用于测量的变压器。第20页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二1）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

11、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。L1L2N1N2V第21页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二2）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

12、、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。L1L2N1N2V第22页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二用变流比为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5

13、0A，电压为9000 V。 例6：解：总量程扩大了：kiki=20100=2000第23页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二 钳形电流表第24页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二3电焊变压器第25页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二特点：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U0=6075V，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ISC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

14、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U0为空载电压，ISC为短路电流，IN、UN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。 第26页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二（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。 第27页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二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

15、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。 第28页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二任务3 三相变压器(transformer )的学习电力变压器第29页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二

16、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。第30页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二 油浸式电力变压器的外形结构图 变压器的铭牌第31页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二三相变压器的铭牌 P65第32页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二2 额定容量SN单相变压器1. 型号 三相变压器第

17、33页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二 一台三相变压器额定容量SN=180 kV.A，一、二次绕组的额定电压U1N/U2N=6000/380 V，求一、二次绕组的额定电流I1N、I2N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：第34页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二3 额定电压U1N和U2N额定电压U1N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

18、级和允许温升等条件规定的。额定电压U2N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I1N和I2N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。 第35页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二5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选第36页，共39页，2022年，5月20日，5点8分，星期二三 相 电 力 变 压 器型号 S9500/10 产品代号 IFATO、710、022标准代号 GB1094.151996