教案-变压器与电动机.doc

电工基础 课 教 案 项 目 名 称 任务一?变压器与电动机 链接一：变压器 链接二：变压器的工作原理 链接三：常用变压器 授课教师 开课范围 授 课 时 间 授课 班级 授课 类型 新授课 课时 40分钟 教学目标 知识目标1、2、目标：1、情感目标： 用途：变压器可以变换电压，还可以变换电流（如变流器、大电流发生器），变换阻抗（如电子技术中的输入、输出变压器），改变相位（如改变绕组的连接方法来改变变压器的极性）。还具有隔离高压和直流的作用。 变压器是输配电、电子技术和电工测量中的十分重要的电气设备。 种类：变压器的种类很多，一般变压器可按用途、结构、相数分类。 1、按用途可分为：输配电用的电力变压器 电解用的整流变压器 特殊使用用的调压、整流变压器 电子技术中的输入、输出变压器 用于测量的电压互感器、钳形电流表等。 2、按绕组结构可分为：双绕组变压器 多绕组变压器 自耦变压器。 3、按相数可分为：单相变压器 三相变压器 多相变压器。 4、按调压方式不同：无激磁调压变压器 有载调压变压器。 5、按冷却方式不同：可分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、强迫油循环变压器和充气式变压器。 二、变压器的基本构造 变压器主要由铁心和绕组两部分构成。 1、铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片叠装而成，以便减少涡流和磁滞损耗。每一片硅钢片的厚度为0.35～0.5mm，表面涂有绝缘漆。按其构造形式可分为心式和壳式两种。 2、绕组是变压器的电路部分。是用漆包线、纱包线或丝包线绕成。与电源相连的绕组叫一次绕组，也叫原绕组、原边或初级线圈；与负载连接的绕组叫二次绕组，也叫副绕组、副边或次级线圈。 3、油箱是变压器的外壳，里面充满油。变压器里的油，既起冷却作用，又起绝缘作用。较大容量的变压器还有绝缘套管、分接开关、储油柜、吸湿器、安全通道、气体继电器、净油器和温度计等附件。 ( 链接二：变压器的工作原理 变压器是按电磁感应原理工作的，一次绕组接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在一次、二次绕组产生感应电动势，如下图3所示。 一、电压变换 原边绕组接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过一次、二次绕组，一次、二次绕组中交变的磁通可视为相同。 　　设一次绕组匝数为 N1 ，二次绕组匝数为 N2 ，磁通为Ф，感应电动势为： （忽略线圈内阻） 上式中 K 称为变压比。由此可见：变压器一次、二次绕组的端电压之比等于匝数比。 如果 N1 N2，K 1，电压上升，称为升压变压器。 如果 N1 N2，K 1，电压下降，称为降压变压器。 二、电流变换 根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即 P1 = P2 ，由交流电功率的公式可得： U1I1 cosψ1= U2I2 cosψ2 cosψ1：原边绕组电路的功率因数 cosψ2：副边绕组电路的功率因数 ψ1、ψ2相差很小，故 可见，变压器工作时一次、二次绕组的电流跟绕组的匝数成反比。高压绕组通过的电流小，用较细的导线绕制；低压绕组通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法。 三、阻抗变换 设变压器一次侧输入阻抗为 |Z1| ，二次侧负载阻抗为 |Z2| ，则 可见，二次绕组侧接上负载|Z2|时，相当于电源接上阻抗为 K2|Z2|的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。 例题：有一电压比为 220/110 的降压变压 器，如果次级接上R=55的电阻，求变压器一次侧的输入阻抗。 解 1：二次侧电流： 一次侧电流： 输入阻抗 解 2：变压比： 输入阻抗： ( 链接三：常用变压器 一、重点介绍几种常用变压器： 单相电源变压器、电力变压器、调压变压器 1、单相电源变压器 在电子设备中经常用到，它能将交流220伏的电压转换成电子设备所需的交流电压，经整流、滤波电路后产生各种直流电压工电路使用。 2、电力变压器 能将一个系统的交流电压和电流转换成另一个系统的电压和电流的电力设备，用在三相制输电系统中的配电线路中，是一种三相电源变压器。也是一种多绕组变压器。 三相电源变压器的高压绕组采用星形连接用字母“Y”或“YN”（有中线）表示；抵押绕组采用星形连接是用字母“y”“yn”（有中线）表示。 3、仪用变压器 常用的有钳形电流表和电压互感器 4、调压变压器 试验中所用的调压变压器能再0——250伏范围内连续调节输出电压，常见的自耦变压器。 自耦变压器一次、二次绕组有一部分是共用的，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系。 自耦变压器 特点：因一次电流I1和二次电流I2的相位差接