电机变压器教案全解读.doc

绪言 电机在电能产生、传输、转换中的的作用 1、电能的产生。原动机带动三相同步发电机转动产生三相电能。 2变压器的作用。广泛用于远距离输电。 3、电动机的作用。 由此可见、电机、变压器在电能利用的三个重要环节上（产生、传输、转换），都起到不可替代的作用。 电机发展概况： 近代电机发展的主要成就表现在以下几个方面： 电机容量的不断提高。 中、小电机的技术及经济指标不断地提高。 电机制造中不断应用新技术、新材料。 新型的特种电机不断出现。 本课程的任务和要求 掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、使用和维护知识。 第一单元 变压器的分类、结构和工作原理 课题一 变压器的分类和用途 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。 一．变压器的用途 变压器的工作原理实际上是利用电磁感应原理，把一次的电能传给二次的负载。 变压器的效率一般很高，容量越大，效率越高。 在电能的输送过程中，总是把电压提高，因为传输一定的电功率，电压越高，电流也就越小。这样即可以节省导线(截面积小)和其他架设费用也可以减少送电时导线上的损耗() 电力系统中使用的电力变压器可分为升压、降压和配电变压器。 改变交流电压、交流电流、变换阻抗及改变相位。 二．变压器的分类 表1—1 课题二 变压器的结构与冷却方式 一 变压器的结构（油浸式为例） 变压器的主要部分是绕组和铁心，由他们组成器身。 图见书7—12页 1变压器的绕组 作用：绕组是变压器的电路部分。 材料：常用绝缘铜线或铝线绕制而成。 绕组命名：接电源的绕组称一次绕组。 接负载的绕组称二次绕组。 也可按绕组所接电压高低分为高压绕组和低压绕组。 （4）绕组类型：按绕组绕制方式不同可分为同心绕组和交叠绕组两种类型。 A 同心绕组 同心绕组是将一次、二次侧线圈套在同一铁心柱的内外层，一般低压绕组在内层，高压绕组在外层。 图见书7页 B交叠绕组 将高、低压线圈绕成饼状，沿铁心轴向交叠放置，一般两端靠近铁轭处放置低压绕组，有利于绝缘。多用于壳式、干式变压器及电炉变压器中。图见书7页。 2变压器的铁心 （1）作用：铁心是主磁通Φm的通道，也是安放绕组的骨架。为了提高铁心导磁能力，使变压器容量增大，体积减小，效率提高，采用性能好的导磁材料是很关键的。 （2）材料：用硅钢片叠装而成。有冷轧和热轧之分。 （3）类型：铁心因线圈的位置不同，可分成芯式和壳式两类。 A 芯式指线圈包着铁心，适用于大容量、高电压。电力变压器大多采用此结构。 B壳式是铁心包着线圈，工艺复杂，除小型干式变压器外很少采用。图见书5页 (4)装配工艺：分为对接式和叠接式。 二 主要附件 1油箱：里面装满了变压器油。 变压器油保护铁心和绕组不受潮，又有绝缘和散热的作用。 2 储油柜：也称为油枕。隔绝空气，避免潮湿空气侵入。 3气体继电器（瓦斯继电器）：11页图1--5 当变压器发生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。使气体继电器动作，切断电源，避免故障扩大。 4分接开关： 用来控制输出电压在允许范围内变动。一般装在一次侧（高压边）。 分无励磁调压和有载调压两种。 5绝缘套管：将绕组输入输出从箱内引到箱外。由外部的磁套和中间导电杆组成。 6.安全气道和压力释放阀：安全气道又称防爆管。保护油箱防止爆裂。现改用压力释放阀。 7测温装置：就是热保护装置。监测油温和绕组温度。 三 冷却方式 1变压器的发热： 变压器在室温为35℃额定工作时，绕组中温度最高，铁心次之。 冷却方式：9页 课题三 变压器的原理 一．工作原理：把变压器一次侧接在交流电源上，一次侧有交变电流流过，这个电流将在铁心中产生交变磁通，从而在一次侧产生自感电动势，在二次侧产生互感电动势，将能量传递给负载。由于一次侧、二次侧匝数不等，所以输出电压也发生变化。 二．空载运行 1.空载运行：变压器一次侧加额定电压，二次侧开路即为空载运行。 图见书13页 2.理想变压器 不计绕组的电阻、铁心的损耗、磁通中的漏磁通和磁路饱和的影响，这样的变压器就称为理想变压器。它只是单纯的电感电路。 （1）空载电流：空载运行时流过一次侧绕组的电流。 作用：产生主磁通，为Pcu,Pfe提供能量。 （2）向量图的画法： （3）感应电动势E的计算：由法拉第电磁感应定律 =-NΔΦ/Δt 可推出 E=4.44fNΦm Φm--- 主磁通幅值，Wb; f----- 频率,Hz; E----- 感应电动势有效值,V. U1=E1=4.44fN1Φm Φm= U1/4.4