中级维修电工培训变压器部分.ppt

1、变压器部分,中级维修电工,学习变压器的原因 大型发电机发出的交流电压达几万伏，远距离输电却需要高达几十万伏或几百万伏的电压，各种用电设备所需电压又各不相同，电灯、电饭堡、洗衣机等家用电器需要220伏电压，机床上照明灯需要36伏电压，一般半导体收音机电源电压不超过10伏，而电视机显像管却需要10000V以上电压。交流便于改变电压，以适应各种不同的需要。变压器就是改变交流电压的设备。本节课我们学习有关变压器的知识。,第五章 变压器,一变压器的外形及电原理图,二、变压器分类,变压器种类很多，按其用途不同可分为: 1、电力变压器：输配电系统中升压或降压用。 2、特速用途变压器：电炉变压器、电焊变压器、

2、整流变压器等。 3、仪用变压器：电流互感器、电压互感器等。 4、试验变压器：如电器设备的耐压试验。 5、控制变压器：用于自动控制系统中。 变压器种类虽多，但基本原理和结构是一样的。,四、变压器的额定值、 损耗和效率 变压器负载运行时，原线圈的有功功率为P1=U1I1cos1,副线圈给负载输出的有功功率为 P2=U2I2cos2，这里cos2 为负载的功率因数。 变压器的额定容量为副边额定电压和副边额定电流乘积 Se=U2eI2e 额定容量的单位为VA或kVA(伏安或千伏安）。 变压器的额定电压， 是指变压器在额定情况下运行时， 原线圈应加的电压及原线圈加上额定电压时副边的空载电压。 ,输入的有

3、功功率和输出的有功功率之差， 就是变压器的损耗。 变压器的效率为 = 100% 在接近满载时效率最高。小型变压器的效率为80%90%，大型变压器的效率可达98%左右。,二、变压器的构造,2.电路图中符号,3.构造：,（1）闭合铁芯 （绝缘硅钢片叠合而成）,（2）原线圈（初级线圈）：其匝数用n1表示,（3）副线圈（次级线圈）：其匝数用n2表示,（4）输入电压：U1; 输出电压：U2.,4. 线圈特性变压器工作时，高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制；低压线圈匝数少而通过的电流大，应当用较粗的导线绕制。 这也是判定高压线圈和低压线圈的一种方法。,三变压器的工作原理,变压器通过闭合铁芯，

4、利用互感现象实现了电能（U1、I1）到磁场能（变化的磁场）再到电能（ U2、I2）转化。,闭合铁芯实现了电能磁场能 电能的转换，由于原副线圈中的电流共同产生的磁通量绝大部分通过铁芯，使能量在转换过程中损失很小，为了便于研究，物理学中引入了一种理想化模型理想变压器。即略去原、副线圈中的电阻和各种电磁能损失的变压器。,（2）变压器的变流比 变压器中一、二次绕组 的电流之比为：,即变压器一、二次绕组的电流与绕组的匝数成反比。,与电源相联的称为一次绕组（又称原边绕组）,与负载相联的称为二次绕组（又称副边绕组）。一次绕组、二次绕组的匝数分别为N1和N2。,（1）变压器的变压比 变压器中一、二次绕组的电压

5、之比为:,（1）理想变压器的空载运行,四、变压器的空载运行,变压器原线圈接上额定的交变电压，副线圈开路不接负载， 称为空载运行，如图 所示。,空载电流和电压的相位相差90，空载电流和磁通相位相同。,（2）实际变压器的空载运行,U1,U2 ,n1,n2,铁芯,空载电流和电压的相位差小于90，空载电流超前磁通一个铁损耗角。,五、变压器的负载运行,六、变压器的空载试验和短路试验,1.空载试验 高压侧开路，低压侧加压，功率因数很低。 2.短路试验 低压侧短路，高压侧从零加压逐渐升高。,七、变压器的联结组别,1.联结方法 高低压绕组作星形联结时，用符号“Y”或“y”表示，联结时，用符号“D”或“d”表示

6、，高压绕组联结符号写在前面，低压绕组联结符号写在后面，中间以逗号隔开。如果星形联结的中性点是向外引出的，高压用YN表示，低压用yn表示，如YN，d表示高压绕组作星形联结，并引出中性点，低压绕组作三角形联结。,2.联结组 由于三相绕组可以采用不同的联结，使得三相变压器一、二次绕组中的线电动势会出现不同的相位差，无论如何联结相位差总是30的倍数。因此采用钟表上的12个数字来表示相位差，把高压侧的线电动势的相量作为分针，始终指着“12”这个数字，而以低压侧线电动势相量作为时针，它所指的数字即表示高、低压侧线电动势相量间的相位差。这个数字称为三相变压器联结组的“标号”。,（a）Y，y0（b）Y，y6（

7、c）Y，d1（d）Y，d11,3.联结组的判断,八、几种常用变压器,1.自耦变压器,自耦变压器的原边电路与副边电路共用一部分线圈，如图上所示。原、副边之间除了有磁的联系外，还有直接的电的联系。这是自耦变压器区别于一般变压器的特点。 从图 中看出，当原边加上额定电压后，若不考虑电阻的压降和漏感电势，则 式中K为自耦变压器的变压比。 当自耦变压器接上负载， 副边有电流i2输出时，有 ,上式表明，自耦变压器中原、副边电流的大小与线圈匝数成反比，且在相位上相差180。因此，自耦变压器中， 原、副边共同部分的电流为 i=i1+i2 考虑到i1与i2相位相反，故I=I2-I1。 当变比K接近1时，由于i1

8、与i2数值相差不大，所以线圈公共部分电流I很小。因此，这部分线圈可用截面较小的导线，以节省材料。,自耦变压器的优点是：构简单，节省材料，效率高。 但这些优点只有在变压器变比不大的情况下才有意义。它的缺点是副线圈和原线圈有电的联系，不能用于变比较大的场合（一般不大于2）。这是因为当副线圈断开时，高电压就串入低压网络，容易发生事故。 实验室常用的调压器，就是一种副线圈匝数可变的自耦变压器， 如图 所示。 这种调压器端点可以滑动，所以能均匀地调节电压。 该调压器还可以做成三相的，容量一般为几千伏安，电压为几百伏。 , 二、电力三相变压器 电力工业中，输配电都采用三相制。变换三相交流电电压，则用三相变

9、压器。 ,由于三相磁通对称（各相磁通幅值相等，相位互差120），所以通过中间铁心的总磁通为零，故中间铁心柱可以取消。这样，实际制作时，通常把三个铁心柱排列在同一平面。这种三相变压器比三个单相变压器组合效率高，成本低，体积小，因此应用广泛。,三、电焊变压器 普通变压器漏磁小，负载电流变化时，副边电压变化不大。 如图 中的曲线所示。 电焊变压器又叫交流弧焊机，是一种特殊变压器，在其空载时，要有足够的引弧电压（约6575V），而电弧形成后，输出电压应迅速降低。 副边即使短路（焊条碰在工件上），副边电流也不应过大，即电焊变压器应具有陡峭的外特性， 如图中曲线所示。这样， 当电弧电压变化时，焊接电流变化

10、并不显著，电焊比较稳定。,为了得到这种外特性， 就要人为地增加它的漏磁通。因此， 电焊变压器的原、副边不是同心地套在一起，而是分装在两个铁心柱上。有的在副边电路中串联一个铁心电抗器， 改变电抗器的感抗（调节电抗器的空隙长度或其线圈匝数），即可得到不同的焊接电流。 1.磁分路动铁式电焊变压器 这种变压器有三个铁心柱，一个铁心柱上绕有一次、二次绕组，另一个铁心柱绕有电抗绕组，中间为可动铁心，用来改变漏抗。改变二次绕组和电抗绕组的匝数。可以改变空载电流，这是粗调，空载电压升高则焊接电流增大。改变动铁心位置，这是细调。动铁心移入，漏抗增大，外特性变陡，焊接电流减小。 2.动圈式电焊变压器：一次绕组分为两部分，固定在铁心的底部；二次绕组也分为两部分，可沿铁心柱上下移动。改变一次、二次绕组的连接方式可以改变空载电压，这是粗调。改变二次绕组的位置，这是细调。一次、二次绕组间距离增大，则漏抗增大，焊接电流减小。,2.互感器,电流互感器,电压互感器,高电压 大电流,八、交直流电焊机,1.直流电焊机 是一种差复励直流发电机，根据其励磁方式可分为：他励加串励去磁式、并励加串励去磁式、裂极式、换向极去磁式四种直流弧焊发电机。其特点