电机与电气控制（第二版）课件：特种变压器的应用

１．了解自耦变压器的特点和应用场合。２．熟悉电压互感器和电流互感器的用途及使用注意事项。３．了解电焊变压器的性能和结构特点。学习目标

特种变压器的应用任务引入作为一名电气技术人员，在进行电气设备的试验时，经常会用到根据自耦变压器原理做成的调压变压器；在测量高电压和大电流时，往往借助于电压互感器和电流互感器；电焊变压器（即交流电焊机）也是人们常见的电气作业工具，因此学习特种变压器的相关知识和了解使用注意事项是很有必要的。本任务主要学习自耦变压器、互感器、电焊变压器的基本结构、工作原理、性能特点和使用注意事项。相关知识一、自耦变压器１．自耦变压器的特点自耦变压器的一次绕组与二次绕组之间不仅有磁的耦合，电路还互相连通。自耦变压器原理图２．自耦变压器的电磁关系自耦变压器中一次绕组与二次绕组的电压、电动势与磁通的关系分别为：自耦变压器的变比为：因此，改变绕组的抽头位置，就可以在输出端得到所需的电压。自耦变压器中的公共绕组是它独有的结构。３．自耦变压器的功率关系其输出的视在功率为：自耦变压器的输出功率由两部分组成，其中U2I1

部分由相互连通的电路直接传递，称为传导功率，这是自耦变压器中所特有的；另一部分U2I

则由电磁感应传递，称为电磁功率。自耦变压器的输出功率不是全部通过磁耦合关系从一次侧得到，而是有一部分功率直接从电源得到，这是自耦变压器的特点。４．自耦变压器的优缺点体积较小，可以节省材料，减少损耗，提高效率。缺点是：由于一次侧与二次侧的电路直接联系，使高压侧的电气故障会波及低压侧。５．自耦变压器的应用场合自耦变压器主要用于连接两个电压接近的大电网，用一个体积较小的自耦变压器就可以传递大功率的电能。６．单相自耦调压器的使用注意事项使用时，要求把输入、输出的公共端U2和u2接零线，输入接线端U1和U2接电源，输出接线端u1和u2接负载。自耦调压器接电源之前，一定要调到零位。自耦变压器的正确接法二、仪用互感器（互感器）１．电压互感器工作时，一次绕组并联在需要测量电压的电路上，二次绕组接在电压表或功率表的电压线圈上。电压互感器原理接线图式中Ku——电压互感器的电压变比。上式说明，电压互感器利用一次绕组匝数N1

大于二次绕组匝数N2

的关系，可以将高电压U1

成正比地转换为低电压U2，以便采用低压仪表测量。电压互感器有两种误差：一为电压变比误差，另一为相位角误差。按电压变比相对误差的大小，电压互感器的精度可分为0.2、0.5、1.0和3.0四个等级。（1）电压互感器运行时，二次绕组绝不允许短路。（2）电压互感器的铁心和二次绕组的一端必须可靠接地，以保证安全。２．电流互感器电流互感器一次绕组的匝数很少，只有一匝或几匝，它串联在被测电路中，流过被测电流，如图所示。电流互感器原理接线图电流互感器利用一次绕组与二次绕组不同的匝数关系，可将线路上的大电流成正比地变为小电流来测量。（１）电流互感器工作时二次绕组不许开路。（２）二次绕组的一端和铁心必须可靠接地。（３）二次绕组回路串联的电流线圈阻抗值不得超过允许值。三、电焊变压器１．电焊变压器的性能特点为了保证焊接的工艺质量，对电焊变压器有以下几方面的技术要求：（1）空载时，具有60～75V的输出电压U20，以保证容易起弧。（２）负载时，应具有电压迅速下降的外特性。（３）短路时，其短路电流不应过大。（４）为了焊接不同的工件和使用不同的电焊条，要求焊接电流能在一定的范围内可调。电焊变压器外特性２．电焊变压器的结构一次绕组和二次绕组分装在两个铁心柱上；再用磁分路或串联可变电抗器等方法来调节漏电抗的大小，以获得不同的外特性。电焊变压器结构ａ）磁分路ｂ）串联可变电抗器（１）磁分路结构电焊变压器通过电焊变压器外部的手柄来调节螺杆，使磁分路铁心移进或移出，即漏电抗增大或减小，从而改变焊接电流的大小。另外，还可以通过改变二次绕组抽头的位置调节起弧电压的大小。（２）串联可变电抗器的电焊变压器通过螺杆的调节可以改变可变电抗器的铁心气隙，从而调节焊接电流的大小。任务实施一、任务准备