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变压器和电动机
【项目描述】
变压器和三相异步电动机在生产上的应用极为广泛,从发电厂生产电能开始到电能的传输及使用,变压器和三相异步电动机起着非常重要的作用。本章先从变压器的基本构造开始逐步学习变压器的工作原理,变压器的功率和效率、变压器的额定值和校验等知识。然后从认识电动机的结构出发,逐步分析电动机的结构特点和基本控制电路,并通过技能训练来强化电动机基本控制电路的知识。
【教学目标】
应知
了解变压器的基本构造、种类和常用变压器
掌握变压器的工作原理;掌握变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换关系。
理解变压器的功率和效率
了解变压器的额定值及校验方法
理解单相电动机的结构特点、分类及应用
了解常用低压电器的分类和作用
理解三相异步电动机的结构特点及应用,掌握其基本控制方法
应会
1.能读识变压器的额定值,并掌握判断变压器绕组通断及区分一次、二次绕组的方法
2.认识钳形电流表,能正确使用钳形电流表测量交流电流
3.能正确选用电动机基本控制电路所需的常用低压电器并安装
4.能正确安装三相异步电动机的单相连续运行和正反转控制电路
【项目分配】
任务一 变压器
任务二 单相交流异步电动机
任务三 三相异步电动机
任务四 三相异步电动机的控制
任务一 变压器
【教学目标】
知识目标 了解变压器的基本构造;了解变压器的种类和常用的变压器
技能目标 掌握变压器的变换作用;变压器的功率和效率;掌握变压器的额定值和检验
情感目标 养成严谨、求实、务实的的职业精神;具有良好的职业道德,团队合作精神和人际交流能力。
【教学重点】
变压器的变换
【教学难点】
变压器的变换
【教学过程】
(一)明确项目任务 变压器电流、电压、阻抗变换的计算
(二)制定项目实施计划
变压器是一种通过电磁感应作用将一定数值的电压、电流、阻抗的交流电转换成同频率的另一数值的电压、电流、阻抗的交流电的静止电器。在电力系统中,专门用于升高电压和降低电压的变压器统称为电力变压器。电力变压器是使用最广泛的变压器。
变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电,以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。
变压器的基本构造
变压器主要由铁心和绕组两部分构成
铁心是变压器的磁路通道,多用两侧涂有绝缘漆、厚度为0.35~0.5mm的多层相互间绝缘的硅钢片叠成,按照铁心的构造形式,可分为心式铁心(成“口”子形)和壳式铁心(成“日”子形)两种。
绕组是变压器的电路部分,由一定匝数的漆包线绕制而成,其中,与电源相连的称为一次绕组(也称为原边绕组、初级绕组),与负载相连的称为二次绕组(也称为副边绕组、次级绕组)
3.其他附件
绝缘层——冷却设备——铁壳或铝壳(电磁屏蔽作用)
二、变压器的变换作用
变压器是根据电磁互感原理制成的,是电场能量与磁场能量转换的器件,是用来改变交流电压和电流的一种设备。常用符号T表示,变压器的主要作用是变换电压、电流和阻抗
电压变换
设变压器一次绕组的匝数为N1,二次绕组的匝数为N2.当变压器接上交流电时,由互感原理可以推出下面公式
由于变压器的铁心大多是用纯度较高的铜芯线绕,如果忽略其内阻,则有E1≈U1和E2≈U2,由上式可得
K称为变压比,当K1时,为降压变压器;当K1时,为升压变压器;当K=1时,可用作隔离电源和负载。
电流变换
如果忽略变压器的能量损失,则输入的功率P1等于输出的功率P2,即P1=P2,又因,可得,,式中为电路的功率因数,它们的值相差很小,在一般的计算中可认为相等,因此可得
代入上面的变压公式可得
上式表明电流与绕组的匝数成反比。如果是降压变压器,一次绕组的匝数多,电流小,可用线径较细的绝缘漆包线绕制,相对应的二次绕组要用较粗的绝缘漆包线绕制
阻抗变换
变压器还可完成阻抗的变换,阻抗的变换对于阻抗匹配有着重要的意义。设一次绕组侧输入阻抗为,二次绕组侧阻抗为,有
上式的意义为:当二次绕组侧接上负载时,一次绕组侧就相当于接入一个的阻抗。
例题7-1-1p167
变压器的功率和效率
1.变压器的功率
变压器的一次绕组侧输入功率为
式中,U1为一次电压,I1为一次电流,为U1和I1的相位差
变压器的二次绕组侧输入功率为
式中,U2为二次电压,I2为二次电流,为U2和I2的相位差
输入功率和输出功率的差就是变压器所损耗的功率,即
变压器的功率损耗包括铁损耗(磁滞损耗和涡流损耗)和铜损耗(线绕电阻的损耗)。理想变压器的功率损耗为零。
变压器的效率
将变压器的输入功率和输出功率的百分比称为变压器的效率,即
例题7-1-2(p168)
变压器的种类和常用变压器
变压器
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