电机与电气控制配套教材课件完整版电子教案.pptx

电机与电气控制;;第1章 变压器;1.1 变压器的基本结构、 分类、 用途和铭牌数据;　　1.铁芯 　　铁芯是变压器的磁路部分,同时作为变压器的结构骨架。　　目前国产硅钢片有热轧硅钢片、冷轧无取向硅钢片、冷轧晶粒取向硅钢片等。 　　根据铁芯的结构形式,变压器可分为壳式变压器和心式变压器两大类。壳式变压器是 铁轭包围绕组的顶面、底面和侧面,在中间的铁芯柱上放置线圈,形成铁芯包围绕组的形 状,如图1－1所示。图1－1(a)为单相壳式变压器,图1－1(b)为三相壳式变压器??;;　　心式变压器是在铁芯的铁芯柱上放置线圈,形成线圈包围铁芯的形状,而铁轭只靠着 线圈的顶面和底面,如图1 2所示。图1－ 2(a)为单相心式变压器,图1－2(b)为三相心式 变压器。;;　　2.绕组 　　绕组是变压器的电路部分,它一般是用具有绝缘的漆包圆铜线、扁铜线或扁铝线绕制 而成的。接于高压电网的绕组称为高压绕组;接于低压电网的绕组称为低压绕组。根据高、 低压绕组的相对位置,绕组可分为同心式和交叠式两种类型。　　同心式绕组的高、低压绕组同心地套在铁芯柱上, 如图1－2所示。;　　交叠式绕组是将高压绕组及低压绕组分成若干个线 饼,交替地套在铁芯柱上,为了便于绝缘,靠近上下铁 轭的两端一般都放置低压绕组,如图1－3所示,它又称 1—低压绕组;2—高压绕组为饼式绕组。高、低压绕组之间的间隙较多,绝缘比较复杂,主要用于特种变压器中。这种绕 组漏抗小,机械强度高,但高、低压绕组之间的绝缘比较复杂,一般用于低电压大电流的变压 器中,如电炉变压器、电焊变压器等。;;1.1.2 变压器的分类 　　变压器种类很多,通常可按其用途、绕组数目、铁芯结构、相数和冷却方式等进行 分类。　　按用途分类,有用于电力系统升、降压的电力变压器;还有以大电流和恒流为特征的 变压器,如电焊变压器、电炉变压器和整流变压器等;供传递信息和测量用的变压器,如电 磁传感器、电压互感器和电流互感器等;在自控系统中还有脉冲变压器、音频和高频变压 器等多种特殊变压器。;　　按绕组数目分类,可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自耦变压 器等。　　按铁芯结构分类,可分为心式变压器和壳式变压器。 　　按相数分类,可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器等。 　　按冷却方式分类,可分为干式变压器、油浸自冷变压器、油浸风冷变压器、充气式变压 器和强迫油循环变压器等。;1.1.3 变压器的用途 　　在电力系统中,变压器是一种非常重要的电气设备。　　变压器在输、配电系统中起着非常重要的作用。在其他需要特种电源的工 业企业中,变压器的应用也很广泛,如供电给整流设备、电炉等;此外在试验设备、测量设 备和控制设备中也应用着各种类型的变压器。;1.1.4 变压器的铭牌数据 　　为保证变压器的正确使用,保证其正常工作,在每台变压器的外壳上都附有铭牌,标 志其型号和主要参数。变压器的铭牌数据主要有以下几种。　　1.额定容量SN 　　在铭牌上所规定的额定状态下变压器输出能力(视在功率)的保证值,称为变压器的额定 容量,单位以 V·A、kV·A或 MV·A表示。;　　2.额定电压UN 　　标志在铭牌上的各绕组在空载、额定分接下端电压的保证值,称为额定电压,单位以 V 或kV 表示。对三相变压器,额定电压是指线电压。;　　3.额定电流IN 　　根据额定容量和额定电压计算出的线电流,称为额定电流,单位以 A 表示。 对单相变压器,一、二次绕组的额定电流分别为对三相变压器,一、二次绕组的额定电流分别为;　　4.额定频率fN 　　我国规定标准工业用电的额定频率为50Hz。 　　此外,额定运行时变压器的效率、温升等数据均为额定值。除额定值外,铭牌上还标有 变压器的相数、连接方式与组别、运行方式(长期运行或短时运行)及冷却方式等。;1.2 单相变压器的工作原理和性质;;　　1)变压器空载运行时各物理量的关系式 　　当变压器的一次绕组加上交流电压u1时,一次绕组内便有一个交变电流i0流过。由于 二次绕组是开路的,故二次绕组中没有电流。此时一次绕组中的电流i0称为空载电流。同 时在铁芯中产生交变磁通Φ,其同时穿过变压器的一、二次绕组,因此又称之为交变主磁 通。设;则变压器一次绕组的感应电动势为式中,Φm 为铁芯中的磁通,f 为频率,ω 为角频率。 　　式(1 2)表明,e1滞后于主磁通p/2电角。式中2pfΦmNl为感应电动势的最大值,用 E1m 表示。把E1m 除以 2,则可求出变压器一次绕组感应电动势的有效值为;;　　2)变压器的电压变换 　　由式(1－3)和式(1－4)可见,由于变压器一、二次绕组的匝数 N1和 N2不相等,因而 E1和E2的大小