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电气工程概论 二、电能具有优越的特性 大规模生产 运输分配简单 方便转换易于控制 提高利用率 无污染，噪声小 第二节 能量转换原理 载流导体在磁场中会受到电磁 力的作用。如果导体与磁场方 向垂直，则电磁力 电磁力的方向由左手定则确定。 5、电力线路 6、用电设备 第二章 电气设备的原理与功能 一、 概述 二、 直流电机 直流电机概述? 直流电机的优缺点 优点： 1、直流电动机的调速范围宽广，调速特性平滑。 2、直流发电机的电势波形较好，受电磁干扰的影响小。 3、直流电动机过载能力较强，起动和制动转矩较大。 缺点： 1、由于存在换向器，使得制造复杂，维护困难。 2、相比于三相电机，体积大，重量大，造价高。 3、电源不易取得。需要有直流电源配套装置。 一、直流电机的基本工作原理 2. 直流电动机的基本工作原理 三、　变压器 变压器是一种静止电机，它是可以将电能从一种电压的转换为另一种电压的电器。主要分为： 1、电力变压器：电力系统传输电能 的升压变压器/降压变压器/配电变压器等。 本章主要介绍普通电力配电变压器。 2、仪用试验用变压器：用在测量设备中，如互感器。 3、电子变压器：用在电子线路中。 除了按以上用途分类外，变压器还可以按相数/绕组数目/铁心形式/冷却方式等特征分类。 按相数分：单相/三相/多相等 按绕组数：双绕组/自耦/三绕组/多绕组 冷却方式：干式/油浸式等 2-1　变压器的结构和工作原理 一、主要结构 一般变压器的主体部分由一个铁心和高、低压两套绕组组成。 1.铁芯 　 是变压器的磁路部分，分叠片式和渐开线式两种.叠片式一般由0.35mm/0.5mm冷轧(也用热轧)硅钢片叠成。相邻层按不同方式交错叠放，将接缝错开。偶数层刚好压着奇数层的接缝，从而减少了磁阻，便于磁通流通。 铁心柱截面形状：小型变压器做成方形或者矩形；大型变 压器做成阶梯形。容量大则级数多。叠片间留有间隙作为油 道(纵向/横向)。 2.绕组（线圈） 是变压器的电路部分。一般用绝缘扁铜线或圆铜线在绕线模上绕制而成。 绕组套装在变压器铁心柱上，低压绕组在内层，高压绕组套装在低压绕组外层，以便于绝缘。根据绕组与铁心的配置方式不同有心式和壳式之分。 3.除了电磁部分，还有油箱/冷却装置/绝缘套管/调压和保护装置等部件。 看大图 器身装在油箱内，油箱内充满变压器油。 变压器油是一种矿物油，具有很好的绝缘性能。变压器油起两个作用：①在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘作用。②变压器油受热后产生对流，对变压器铁心和绕组起散热作用。 油箱有许多散热油管，以增大散热面积。 为了加快散热，有的大型变压器采用内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置。 变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，并流进储油柜中。 储油柜通过装有干燥剂的呼吸器与大气相连，使变压器油与空气接触面变小,减缓了变压器油的氧化和吸收空气水分的速度。从而减缓了油的变质。 故障时,热量会使变压器油汽化,触动气体继电器发出报警信号或切断电源。 如果是严重事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避免油箱爆裂。 二、基本工作原理 当一次绕组（原边、原绕组、初级绕组）接交流电压后，原边电流i0在铁心中产生一个交变的主磁通Φ，Ф在一次绕组和二次绕组（副边、副绕组、次级绕组）中分别产生感应电势e1和e2 e1=－N1dФ/dte2=－N2dФ/dt 如果略去绕组电阻和漏抗压降，则U1/U2≈E1/E2=N1/N2=k，k定义为变压器的变比。 工作原理：原边绕组从电源吸取电功率，借助磁场为媒介，通过电磁感应，将电功率传递到副边绕组，再传送给负载。 实际接线图 三、额定值 (1)额定电压U1N/U2N 单位为V或者kV。U1N为正常运行时1次侧应加的电压。U2N为1次侧加额定电压、2次侧处于空载状态时的电压。 三相变压器中，额定电压指的是线电压。 (2)额定容量SN 单位为VA/kVA/MVA SN为变压器的视在功率。通常把变压器1、2次侧的额定容量设计为相同。 (3)额定电流I1N/I2N 单位为A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。 对单相：I1N=SN/U1N ，I2N=SN