电机与变压器.ppt

1、电动机和变压器，1，1，变压器，变压器是一种静态电器，它利用电磁感应原理将一个等级的电压和电流的交流功率转换成另一个等级的电压和电流的交流功率。其工作原理是电磁感应和磁势平衡。现在我们从变压器的结构入手，逐步了解和掌握变压器的工作原理和工作特性。在分析中，需要注意变压器电路的电磁物理过程。为什么变压器只能转换交流电源的电压和电流？2，1。变压器的分类：电力变压器和特殊变压器按其用途分类。根据绕组数量：单绕组(自耦变压器)、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。根据相数：单相变压器、三相变压器和多相变压器。根据铁心结构：铁心变压器和外壳变压器。根据调压方式，分为无励磁调压变压器和有载调压变压

2、器。根据冷却介质和冷却方式：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。电动机和变压器、3、连接发电机和电网的升压变压器、4、三相干式变压器、自耦变压器、电动机和变压器、5、电力变压器、环形变压器、控制变压器、电动机和变压器、6、2、变压器的基本结构、1、主体：铁芯、绕组、绝缘和出口装置、2、油箱：冷却装置和保护装置分析变压器时，通常在闭合铁芯的两侧画两个绕组。电源侧称为初级绕组或初级绕组，而负载侧称为次级绕组或次级绕组，电动机和变压器、7，1)铁芯和变压器的主磁路。为了提高导磁能，减少铁损，将厚度为0.35-0.5毫米，表面涂有绝缘漆的硅钢片叠放在一起。基本结构分为两部分：芯柱和轭架，有两种形式

3、：芯型和壳型。单相铁心变压器、单相壳式变压器、电动机和变压器、8，2)绕组和变压器电路通常用绝缘铜线或铝线缠绕。有同心和重叠的形式。同心式：高(外)低压绕组同心缠绕在铁芯柱上，结构简单，制造方便。重叠式：高低压绕组重叠，最高和最低绕组为低压绕组。泄漏阻抗小，机械强度好，引线方便，广泛用于特种变压器。3)其他设备、变压器、绝缘套管、油箱、储油柜、吸湿器、安全风管、油净化器、气体继电器等部件在工作中起到冷却和保护作用。电机和变压器，9，电机和变压器，10，3，变压器的基本工作原理，变压器的主要部件是铁芯和套在铁芯上的两个绕组。这两个绕组只是磁耦合，而不是电连接。交流电压u1加在初级绕组上，交联的初

4、级绕组和次级绕组的交流磁通量根据右手螺旋法则产生，电动势E分别在两个绕组中感应。根据电磁感应定律，当变压器的次级侧负载时，产生感应电流，并且在负载上形成次级电压u2。结论：只要(1)磁通量发生变化；(2)如果初级绕组和次级绕组的匝数不同，电压可以改变。电动机和变压器，11，和，当只讨论定量关系时，它表明变压器的初级和次级绕组的电压比等于它们的匝数比n。这是变压器的变换原理。n1是降压变压器，n1是升压变压器，n=1是隔离变压器。比率n是变压器运行的一个重要参数。电机和变压器，12，示例：众所周知，变压器的初级电压为220伏，次级电压为36伏，初级匝数为2200匝。试着找出变压器的变比和次级匝数

5、。练习：将单相变压器连接到电压u1=220V伏的电源。如果已知u2=20V，次级匝数N2=100匝，那么prim是什么也就是说，P1=P2，I1U1=I2 U2，表明当变压器工作时，初级和次级电流与初级和次级电压或匝数成反比。这是变压器的原理。14.变压器可以转换交流阻抗以及电压和电流。这在电器工作中也有广泛的作用。例如，带负载的变压器(虚拟箱)被视为新负载。可以获得简化的电路，并且负载是RLX。因为变压器的初级和次级功率相等，所以存在：也就是说，负载ZL连接到变压器的次级，并且从电源获得的功率与负载ZLX直接连接到电源获得的功率完全相同。也就是说，ZLX是变压器初级中ZL的交流等效电阻。上述

6、公式还表明，变压器的初级交流电阻ZLX的大小不仅与次级变压器的负载ZL成正比，还与变压器比n的平方成正比。课后练习：1。为了将电压从220伏转换到110伏，可以使用一个具有2匝初级绕组和1匝次级绕组的变压器。2.变压器可以转换电压、电流和阻抗。变压器能转换电源频率吗？电机和变压器，17，4，变压器空载运行、将变压器的初级绕组连接到交流电源，并打开次级绕组。这种运行方式称为变压器空载运行。变压器各电磁量正方向的规定：1。在初级绕组中，电流的正方向与电压的正方向一致。2.磁通量的正方向和电流方向符合右手螺旋法则。3。感应电势方向和磁通量方向符合右手螺旋规律。在次级绕组中，电流的正方向与电势的方向一

7、致。在次级绕组端，电压方向与电流方向一致。电机和变压器，18、i1，因为它是空载运行并且次级绕组是开路的，所以电流i2=0。=0，电流i1是产生磁通量的全部原因。这时，它被称为空载电流i0、i0。因为i0仅用于产生主磁通量，所以初级绕组是纯电感电路。I0落后于u1900，电动势e1与u1相反。E1和e2同相，理想变压器、电机和变压器的相量图，19，恒定磁通量的概念：因为E1=4.44fN1，E2=4.44fN2，U1=E1，U2=E2，有U1=4.44fN1，U2=4.44fN2，其中4.44是恒定的，频率f由电网提供。电动机和变压器，20，5，变压器在负载下运行。当变压器的次级绕组被加载时，

8、电流I2此时开始在电路中流动。I=I1，I0，I2肯定会通过次级绕组，铁芯中也会产生磁通量。然而，此时电源电压u1没有改变。变压器的主磁通量不应改变。那么励磁电流i0也会改变，i0会根据i2的大小增加一部分电流I，并且变成i1=i0 i，最后保持不变，这就是变压器的磁势平衡。电机和变压器，21，5，变压器的外部特性。因此，当电源电压和负载功率因数不变时，二次电压随负载电流变化的规律称为变压器的外部特性。因为变压器二次侧功率P2是由一次侧功率P1决定的，所以它不会随着变压器的负载而变化。P2=i2u2，当i2因负载变化而变化时，u2将随i2而变化。电机和变压器，22，6，电压调整率。从原变压器的

9、外部特性可以看出，当负载波动时，变压器输出的二次电压也会波动。只要我们使用电能，我们当然希望电压尽可能稳定。它被国家用来表征电压调节率，并且它反映了电网电压的稳定性。我们能采取什么措施来降低电压波动？电机和变压器，23，7，变压器损耗和效率，变压器的实际运行将不可避免地产生损耗，由于材料和工艺等问题。变压器的损耗可分为两种类型：铁损。铁损是铁芯中交变流动的磁通量引起的损耗，与负载无关。由于磁通量一般不变，铁损也称为恒定损耗或空载损耗，用pFE表示。铜损失。铜损耗是由绕组中的电流和绕组电阻引起的热损耗，用pCU表示。铜损耗取决于负载电流和绕组电阻，因此铜损耗也称为可变损耗。将变压器的这两种损耗相

10、加，得到变压器的功率损耗p。变压器的效率是变压器输出功率和输入功率的比值。效率的一般计算公式是：电动机和变压器，25。为了使变压器安全、经济、合理地运行，每台变压器上都装有铭牌，标明变压器的型号和各种额定数据，作为正确使用变压器的依据。铭牌中的参数描述如下。8变压器、电动机和变压器的铭牌，26，(1)型号，电动机和变压器，27，额定电压U1N指根据变压器绝缘等级和额定运行条件下允许温升规定的初级绕组上的线电压。额定电压U2N是指额定电压施加到初级绕组后，次级绕组空载时的线电压。(2)额定容量是指变压器额定工况下二次绕组的视在功率，单位为千伏安。对于单相变压器，它是变压器次级绕组的额定电压U2N

11、和额定电流I2N的乘积。三相变压器的额定容量为，(3)额定电压U1N和U2N，电动机和变压器，28，连接组号是指三相变压器一次绕组和二次绕组的连接方式。y指高压绕组、低压绕组的星形连接、高压绕组的三角形连接、低压绕组的三角形连接、高压绕组和低压绕组的中性线。(4)额定电流I1N和I2N是指变压器额定运行条件下一次绕组和二次绕组长时间运行所允许的线路电流。(5)接线组标签，电动机和变压器，29，2，额定容量为SN=100千伏安的单相变压器，一、二次绕组U1N/U2N的额定电压=10kV/0.2kV，额定电流I1N/I2N是多少？该变压器的输出端能否连接到功率因数为0.85和85kW的感性负载？课

12、后练习。1.变压器的电压变化率与哪些因素有关？从运营角度来看，是更大还是更小更好？电动机和变压器、30、2、3相变压器和专用变压器、3相变压器广泛应用于电力系统。在对称三相负载下运行时，变压器每相电压和电流相等，相角差为120，三相完全对称。以上分析的单相变压器的各种特性可直接用于三相变压器的任何一相。下面只讨论三相变压器的特殊问题。三相变压器、电动机和变压器，31、三相组合变压器由三个容量和结构相同的单相变压器组成。其特点是每相都有自己独立的磁路，互不依赖，每相的励磁电流值完全相等。其优点是：制造超大容量变压器容易，备用容量小。但是，它的铁芯材料多，占地面积大，所以只适用于超高压、超大容量的

13、场合。1.磁路系统，1。三相变压器组，电机和变压器，32。2.三相铁心变压器。三相铁心变压器的特点是三相磁路相互关联，长度不同。当施加三相对称电压时，三相励磁电流不对称，但励磁电流很小，因此对负载运行的影响可以忽略不计。其优点是节省材料、体积小、效率高、维修方便。因此，目前心形变压器广泛应用于大、中、小容量变压器中。2.电路系统。三相绕组通常采用星形连接(标为“Y”或“Y”)或三角形连接(标为“D”或“D”)。绕组头端的标记规则如下。，1。绕组、电机和变压器的末端标签，34，或，(a)星形连接，(b)三角形连接，2。星形和三角形连接方法，Y连接：D连接：电机和变压器，35。变压器的绕组极性、变

14、压器的主磁通和绕组中的感应电动势都是交变的，而不是固定的，也就是说，在任何时刻，一个绕组的一端是正的，另一个绕组的另一端也必须是正的。例如，某个时刻，U1为正，u2为负、-，u1为正，U2为负。因此，我们称u1和U1以相同的极性或相同的名称结尾，并加上或 。单相变压器、电动机和变压器的极性，36。对于单相变压器，极性对变压器的运行没有影响，但是对于三相变压器，三个绕组按照一定的规则连接，极性问题是非常重要的。一旦某相绕组的极性反转，变压器就会烧坏。取三相铁心变压器中的一相(I/I 0)、(I/I 6)、电动机和变压器、37、2和单相变压器，并识别既无端部标记也无绕组方向的绕组。我们可以用电压表

15、或电流表来测试，根据测试结果找出两个绕组的同极性端。下面以电压表为例说明测试的原理和方法。根据变压器的原理，当变压器空载时，在忽略初级绕组的漏感和内阻压降的情况下，可以得到U1=-E1，U2=E2。从图中可以看出，A和A，X和X是相同极性的端子，电机和变压器，38。如果一根导线连接到相同极性的端子，如X和X，用电压表测量另一根相同极性的端子A和X。电机和变压器，39。如果电线以不同的名称A和X连接，电压表测量A、X和V，表示如果电压表上测量的值是两个端子电压的总和，则电线的两端或电压表测量的两端是不同的名称。电动机和变压器、40、3和三相变压器的极性判别有以下三个步骤：(1)区分每相绕组中初级

16、绕组和次级绕组的一一对应关系，每相绕组共有六个绕组。首先，找出结构封闭、出线凌乱的三相变压器一、二次绕组之间的对应关系。这可以用万用表测量。用万用表电阻测量每个绕组的头端，电阻小，是同一个绕组的头端，但不是同一个绕组。电机和变压器，41，区分高低压绕组，并找出绕组的头端，然后下一步工作是找出三个高压绕组和三个低压绕组。也可以使用万用表的电阻档。测量R1和R2的电阻。比较R1和R2的价值观。由于高压绕组匝数多，低压绕组匝数少，电阻大的是高压绕组、电机和变压器，42。找出各相绕组的一次绕组和二次绕组，给某一绕组加一个合适的交流电源，用万用表的交流电压测量各绕组的感应电势，并记录其值。V，E1，E2，E3，比较三个感应电势，具有最高值的绕组与具有交流电源的绕组同相，以获得初级和次级绕组。电机和变压器，43，2)根据单相变压器的极性判别方法，区分每相的初级和次级绕组的相同极性端。3)识别相间绕组的相同极性端，向某一初级绕组施加适当的110伏交流电压，用导线随意连接两相绕组的端子，测量其他两个端子之间的电压，U110伏端有不同名称，U110伏端有相同名称，电机和变压器，44。三相变压器的一次绕组和二次绕组以不同的连接方式组合成不同的连接组。最常用的连接组如下：Y、yN、Y、Y、Y、D、yn和D.YN表示，绕组连接成星形后，中性点有一条三相四线输出线的引出线。，4