中级维修电工培训变压器部分.ppt

变压器部分 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、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=U1I1cosφ1,副线圈给负载输出的有功功率为 P2=U2I2cosφ2，这里cosφ2 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  η= ×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 1.示意图 U1 U2 ∽ n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 2.电路图中符号 n1 n2 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，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。 ∽ U1 U2 n1 n2 ∽ 原线圈 副线圈 铁芯 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、二次绕组的电压之比为: l φ I1 N1 N2 U1 E1 U2 E2 I2 ZL （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Φ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Φ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，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