第1章 变压器1.ppt

第一章 变压器 什么是变压器？ （工作原理、应用范围） 第一节 变压器的工作原理和结构 1.磁路的基本概念 2.变压器的工作原理 工作原理： 原绕组：原边、初级、一次绕组 副绕组：副边、次级、二次绕组 铁心 电源：交流电源—交变磁通—副边感应出电动势 壳式变压器 变压器的铁芯柱在中间，铁轭在两旁环绕，且把绕组包围起来 结构比较坚固、制造工艺复杂，高压绕组与铁芯柱的距离较近，绝缘也比较困难 通常应用于电压很低而电流很大的特殊场合，例如，电炉用变压器。这时巨大的电流流过绕组将使绕组上受到巨大的电磁力（类似电磁铁），铁壳式结构可以加强对绕组的机械支撑，使能承受较大的电磁力。 绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。 低压引线一般用纯瓷套管，高压引线一般用充油或电容式套管 套管外形常做成伞形，电压越高、级数愈多。 5、变压器的铭牌和额定值 推导方法同上： 空载电流包含两个分量 —— 励磁分量，作用是建立主磁通，相位与主磁通 相同，为无功分量 ——铁损耗分量，作用是供给铁磁材料铁损（磁滞和涡流损耗），为有功分量。空载运行时从电源输入少量电功率 ，主要用来补偿铁心中的铁损耗 变压器空载运行时，只从电源吸收少量有功功率P0，用来供给铁芯中铁损PFe和少量绕组铜损R1I102 P0 = PFe + Pcu ≈ PFe ● PFe的求取 ※ 测试法（空载试验） ● P0 ≈ (0.2%~1%)SN 容量越大，空载损耗越小 问题: 某单相变压器额定电压为380伏/220伏,额定频率为50HZ。如误将低压边接到380伏电源，变压器将会发生一些什么异常现象？ 负载运行时的一、二次绕组的电动势平衡方程式为 问题：一台结构已定的变压器当外施电压为已知，需要电源提供多大的励磁电流呢? 励磁电流包括哪些成分呢? 答：决定于变压器的铁心材料及铁心几何尺寸。因为铁芯材料是磁性物质，励磁电流的大小和波形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。 　励磁电流包括：有功分量（供铁损）和无功分量（产生Φm） 一、负载运行时的电磁关系 试图改变磁通量 阻止I2改变磁通量 负载时： 。 电流引起的磁通量变化 ，大部分用来抵抗副边 I I 0 1 ＋ ＝ 变为 L 1 0 1 0 I I I I · · · · 不变。 ，才能使 ，抵消了 只有 I N L 0 2 2 1 1 2 2 I N I N = · · · · F 负载 原绕组 副绕组 空载 F0 二、负载运行时的基本方程式 1、磁通势平衡方程式 ——抵削对主磁通的影响。 原、副绕组磁势的向量和 合成磁势 励磁分量 负载分量 ———产生主磁通Φ0。 一、二次电流比近似与匝数成反比。 2.电动势平衡方程式 二次绕组中漏磁电动势 即 综上所述，变压器负载运行时的基本方程式有 变压器的作用 通过对变压器负载运行的分析，可以清楚地看出变压器具有变电压、变电流、变阻抗的作用。 （一）变换电压 U1/U2≈E1/E2=k=N1/N2 （二）变换电流 I1/I2≈N2/N1=1/k （三）变换阻抗 下式表明，经变压器把负载 阻抗变换为 。通过选择合适的电压比k，可把实际负载阻抗变换为所需的阻抗值，这就是变压器的变换阻抗作用。 思考题 * 《电机与电气控制技术》 电气与电子工程系 董彦宗 3、变压器分类 （1） 电力变压器 ——用于电力系统，升压、降压。 （2） 特种变压器 ——（整流变压器、电炉变压器、电焊变压器等）专用变压器。 1） 按用途分： （3）仪用、控制用变压器 ——电压、电流互感器，旋转变压器 （4）试验变压器 ——高压实验、低压实验变压器等。 （5）调压器 ——自耦变压器 2 ） 按相数分： （1） 单相变压器 （2） 三相变压器 3） 按冷却条件分： （2）油浸式变压器 （3） 充气式冷却变压器 （1）干式变压器 4) 按铁心结构分： （1）壳式变压器 （2）心式变压器 4、变压器的结构 铁芯 绕组 油箱及冷却装置 绝缘套管 其它附件(保护装置等) 油箱和冷却装置 变压器油——冷却、绝缘 ①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间 ②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有许多散热油管，以增大散热面积。采用内部油泵强迫油循环（强迫油循环电力变压器），外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱 ●油箱机械支撑、冷