电机与变压器教案（第8讲）

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─────────────────────────────────────────────────────────────────────科目：电机与变压器授课班级：09机电高级①、②班共10页

茂名市技工学校

文化理论课教案

《电机与变压器》第八讲课题：1、自耦变压器2、仪用变压器3、电焊变压器授课方式授课课时2节授课日期作业讲授提问题数2拟用时间0.5教学目的1.把握自耦变压器、仪用变压器的结构与运行特点及使用时应注意的事项2.把握电焊变压器的结构特点、外特性及输出电流的调理方法选用教具挂图模型、自制挂图1.自耦变压器、仪用变压器的结构与重点运行特点2.电焊变压器的结构特点、外特性及输出电流的调理方法难点变压器常见故障产生的原因及处理方法教复习：三相变压器并联运行的条件有哪些?学导入课题：回顾日常生活中我们经常用到一些特别的变压器，如自耦变压器、仪用变压器、电焊变压器等。对于它们的工作原理和应用特点，下面我们一起来学习。导入课题授课教师：黄文进教研组审阅：

科审阅日期：

教学过程

第2页一、讲授新课一、自耦变压器（一）自耦变压器的工作原理普通双绕组和三绕组变压器的一次侧、二次侧绕组是彼此独立、相互绝缘的，一次侧、二次侧绕组之间通过电磁耦合起来，而没有直接的电的联系。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。1、工作原理与变压比式中N1──一次侧1U1与1U2之间的匝数；N2──二次侧2U1与2U2之间的匝数。2、绕组中公共部分的电流从磁势平衡方程式可知，由于输入电压U1不变，主磁通雪。也不变，所以空载时的磁势和负载时的磁势是相等的。由于空载电流I0很小，可忽略时，则有：由于I1与I2的相位一样，所以绕组中公共部分的电流为：由上式可见，当K接近于1时，绕组中公共部分的电流I就很小，因此共用的这部分绕组导线的截面积可以减小好多，即减少了自耦变压器的体积和质量，这是它的一大优点。假使K?2，则I?I1，就没有太大的优越性了。3、自耦变压器输出功率自耦变压器输出的视在功率(不计损耗时)为：教学过程第3页上式中的：S2?U2I＇称为电磁功率，它是通过公共绕组电磁感应传递到二次侧的功率；S2?U2I1〃称为传导功率，是由一次侧直接通过电传导的方式传递到二次侧的。由于I?I2?I1，故可以推导出：说明靠电磁感应传递的能量占总能量的(1?(二)自耦变压器的特点1、自耦变压器的优点(1)可改变输出电压。(2)用料省、效率高。自耦变压器的功率传输，除了因绕组间电磁感应原理而传递的功率之外，还有一部分是由电路相连直接传导的功率，后者是普通双绕组变压器所没有的。这样就使自耦变压器较普通双绕组变压器用料省、效率高。2、自耦变压器的缺点(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，如高压绕组绝缘损坏，高电压可直接迸人低压侧，这是很担忧全的，所以低压侧应有防止过电压的保护措施。(2)假使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〞，是十分危险的，为了安全起见，规定自耦变压器不准作为安全隔离变压器用，而且使用时要求自耦变压器接线正确，外壳必需接地。接自耦变压器电源前，二定要把手柄转到零位。二、仪用变压器（一）电流互感器

1K)，而从电路直接输送的能量占1K。教学过程

第4页1、结构和工作原理（1）电流互感器的结构电流互感器结构上与普通双绕组变压器相像，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，串联在被测的电路中，流过被测电流，被测电流的大小由用户负载决定。图4—5电流互感器（2）电流互感器的工作原理电流互感器工作时二次侧近似于短路，所以互感器的一次侧的电压也几乎为零，即：U1?0由于主磁通正比于一次侧输入电压，即：?m?U1所以主磁通?m?0则励磁电流I0?0，总磁势为零。根据磁势平衡方程式有：I?1N1?I?2N2?0NI?1??2I?2??KI?2N1如不考虑相位关系：I1??KI2上式中K为电流互感器的额定电流比；I2为二次侧所接电流表的读数，乘以K就是一次侧的被测大电流的数值I1。2、电流互感器的选用教学过程第5页选用电流互感器可根据测量确凿度、电压、电流要求选择。一般电流互感器二次侧的额定电流为5A(或1A)，故所接的电流表的量程应为5A(或1A)，假使所接的电流表的实际量程已经放大了K倍，则可以直接读出一次侧的被测电流数值I1；一次侧的额定电流在5～25000A之间，根据需要选择；确凿度等级有0.2、0.5、1.0、3和10等五级，等级数字越大，误差越大。电流互感器的结构形式有干式、浇注绝缘式、油浸式等多种。3、电流互感器使用中应注意的事项：(1)运行中二次侧不得开路，否则会产生高压，危及仪表和人身安全，因此二次侧不能接熔断器；运行中如要拆下电流表，必需先将二次侧短路才行。(2)电流互感器的铁心和二次侧绕组一端要可靠接地，以免在绝缘破坏时带电而危及仪表和人身安全。(3)电流互感器的一次侧、二次侧绕组有“+〞“-〞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。(4)电流互感器二次侧负载阻抗大小会影响测量的确凿度，负载阻抗的值应小于互感器要求的阻抗值，使互感器尽量工作在“短路状态〞。（二