电工电子技术及应用教学课件作者李海凤4.ppt

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1、学习情境四变压器的认识12任务一学习变压器的基本知识任务二常见变压器的认识返回任务一学习变压器的基本知识4.1.2观察变压器的结构并分析工作原理变压器是根据电磁感应原理制成的一种电气设备，它具有变压、变流和变阻抗的作用，在各个工程领域获得广泛应用。变压器的种类很多，按交流电的相数不同，分为单相变压器和三相变压器;按冷却方式分为油浸(自冷)式变压器(把铁芯和绕组装进绝缘油箱中，借助于油的对流来加强冷却)、干式变压器(变压器的热量直接散发到空气中)、充气式变压器(变压器的器身放在封闭的铁箱内，箱内充以绝缘性能好、传热快、化学性能稳定的气体)

2、等。一、变压器的结构变压器由铁芯和绕组两个基本部分组成，另外还有油箱等辅助设备。变压器基本结构和符号如图4一8所示。现分别介绍如下。下一页返回任务一学习变压器的基本知识1.铁芯铁芯构成变压器的磁路部分。变压器的铁芯大多用0.35一0.5mm厚的硅钢片交错叠装而成，叠装之前，硅钢片上还需涂一层绝缘漆。交错叠装即将每层硅钢片的接缝错开，这样可以减小铁芯中的磁滞和涡流损耗。图4-9为几种常见铁芯的形状2.绕组绕组构成变压器的电路部分。绕组通常用绝缘的铜线或铝线绕制，其中与电源相连的绕组称为原绕组(又称原边或初级);与负载相连的绕组称为副绕组(

3、又称副边或次级)。一般小容量变压器的绕组用高强度漆包线绕制而成，大容量变压器可用绝缘扁铜线或铝线绕制。绕组的形状有筒型和盘型两种，如图4一10所示。筒型绕组又称同心式绕组，原、副绕组套在一起，一般低压绕组在里面，高压绕组在外面，这样排列可降低绕组对铁芯的绝缘要求。盘型绕组又称交叠式绕组，原、副绕组分层交叠在一起。上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识按铁芯和绕组的组合结构，通常又把变压器分为心式和壳式两种，结构形式示意图如图4一11所示，实物图如图4一12所示。心式变压器的绕组套在铁芯柱上，结构较简单，绕组的装配和绝缘都比较方便，且

4、用铁量少，因此多用于容量较大的变压器，如电力变压器。壳式变压器的铁芯把绕组包围在中间，故不要专门的变压器外壳，但它的制造工艺复杂，用铁量较多，常用于小容量的变压器中，如电子线路中的变压器多采用壳式结构。二、变压器的工作原理图4一13是一台单相变压器的空载运行原理图。它有两个绕组，为了分析方便，将原绕组和副绕组分别画在两边，其中原绕组的匝数为N1，副绕组的匝数为N2。上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识1.电压变换原理(变压器空载运行)变压器的原绕组接交流电压u1，副边开路，这种运行状态称为空载运行。这时副绕组中的电流为零，电压为开

5、路电压u20，原绕组通过的电流为空载电流I10该电流就是励磁电流，如图4一13所示。各量的方向按习惯参考方向选取与e1,e2Φ符合右手螺旋法则。由于副边开路，这时变压器的原边电路相当于一个交流铁芯线圈电路。其磁动势I10N1在铁芯中产生主磁通Φ，主磁通Φ通过闭合铁芯，在原、副绕组中分别感应出电动势e1,e2,。根据电磁感应定律可得上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识根据对交流铁芯线圈的分析，由式(4-7)和式(4一8)可知式中，f为交流电源的频率，Φm为主磁通的最大值。由式(4一11)可得上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识

6、2.电流变换原理(变压器负载运行)变压器的原绕组接交流电压u1，副绕组接负载

7、ZL

8、，变压器向负载供电，这种运行状态称为负载运行，如图4一14所示。负载运行后原边电流由i10。增大到i1，副边的电流为i2。变压器负载运行时，由于i2形成的磁动势i2N2对磁路也产生影响，故这时铁芯中的主磁通少是由i1N1，和i2N2共同产生的。又由式可知，当电源的电压和频率一定时，铁芯中磁通最大值Φm也保持不变，因而从空载状态到负载状态，磁动势应保持不变，即上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识由于变压器的空载电流i10。很小，一般只有额定电流的百分

9、之几，因此当变压器额定运行时i10N1，可忽略不计，于是只考虑原、副绕组电流有效值，由式(4一14)可得上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识3.阻抗变换原理由以上分析可知，虽然变压器的原、副绕组之间只有磁藕合关系，没有电的直接关系，但实际上原绕组的电流I，会随着副绕组上负载阻抗ZL的大小而变化，

10、ZL

11、减小，则I2=U2/

12、ZL

13、增大，I1=I2/K也增大因此，从原边电路来看，我们可以设想它存在一个等效阻抗ZL,ZL’能反映副边负载阻抗Z,的大小发生变化时对原绕组电流I，的作用图4一15中点划线框内的电路可用另一个阻抗Z,’来等效

14、代替。所谓等效，就是它们从电源吸取的电流和功率相等。当忽略变压器的漏磁和损耗时，等效阻抗可由下式求得:上一页下一页返回任务一学习变压器的基本知识4.1.3识读电力变压器的铭牌电力变压器的铭牌实物如图4一17