电工电子课件-变压器.PPTVIP

例1: 有一交流铁心线圈，电源电压 U= 220 V电路中电流 I=4 A，功率表读数P=100W，频率f=50Hz，漏磁通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求:(1)铁心线圈的功率因数；（2）铁心线圈的等效电阻和感抗。 解: (1) (2) 铁心线圈的等效阻抗模为 等效电阻为 等效感抗为 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。 变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配 变电流：电流互感器 变压器的主要功能有： 在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos? 及负载功率因数cos? 一定时： 电能损耗小 节省金属材料（经济） 6.4.1 概述 U ? I ?P = I2 Rl I ? S 6.4 变压器 变压器的种类很多，但各种变压器的工作原理大体上都是一样的，以单相变压器为例来研究变压器的结构及工作原理，然后讲三相变压器、特殊变压器的特点。 定义 ：利用电磁感应原理进行能量转换的一种装置。 用途：1、在电力系统中用来传输和分配电能。 2、在电子线路中用作电源变压器，实现阻抗匹配。 3、在仪表测量电路中广泛使用电流、电压互感器。 分类 ：1、按相数分可以分为单相变压器和三相变压器。 2、按绕组数分可以分为双绕组变压器和三绕组变压器 图 6-1 心式变压器 （a） 单相心式变压器 （b）三相心式变压器 图 6-2 壳式变压器 （a）单相壳式变压器 （b）三相壳式变压器 6.4.2 变压器的结构 主要由铁心、绕组、绝缘及其他一些元部件构成。 铁心：铁心都是由厚度为0.35—0.5mm的硅钢片迭装而成，硅钢片上涂有绝缘漆。（据报道，美国的部分电力变压器已采用0.2mm以下的冷轧钢片。俄罗斯在中高频电机中采用0.1mm的硅钢片。 绕组：绕组用导电性能好的漆包圆铜线绕制而成，为绝缘方便，低压绕组紧靠铁心，高压绕组则套在低压绕组的外边，两个绕组之间留有油道，一方面作为绕组间绝缘，另一方面冷却绕组。 讯号式温度计 吸湿计 储油柜 安全气道 油表 气体继电器 高压套管 低压套管 分接开关 油箱 铁芯 绕组 放油阀门 电力变压器 新式电力变压器的结构图 1. 变压器的基本结构 6.2 变压器的基本结构 u1 i10 A X Φ N1 N2 u20 a x S 用硅钢片叠压制成 的变压器铁芯。 与电源相接的 一次侧绕组。 |ZL| 与负载相接的 二次侧绕组。 变压器的主体结构是由铁芯和绕组两大部分构成的。变压器的绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间均相互绝缘。 变压器的结构 变压器的磁路 绕组： 一次绕组 二次绕组 单相变压器 + – + – 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 变压器的结构 变压器的分类 电压互感器 电流互感器 按用途分 电力变压器 (输配电用) 仪用变压器 整流变压器 按相数分 三相变压器 单相变压器 按制造方式 壳式 心式 变压器符号 6.4.3 变压器的工作原理 单相变压器 + – + – 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。 1、定义： 变压器一次绕组加额定电压，二次绕组开路的运行方式。图6—4所示是变压器空载运行的原理图。 在空载时，当原绕组接通交流电压u1时，就有空载电流i0通过原绕组并在原绕组中产生磁通势i0N1(N1为原绕组的匝数)。在磁通势i0N1的作用下产生主磁通Φ，它通过铁心构成闭合回路，它的方向与电流i0的方向符合右螺旋定则。由于主磁通同时与原绕组和副绕组相交链，必然在原、副绕组中产生感应电动势e1和e2。 （一）空载运行 (1) 空载运行情况 1. 电磁关系 一次侧接交流电源，二次侧开路。 + – + – + – + – + – ??1 ? i0 ( i0N1) ? ??1 空载时，铁心中主磁通?是由一次绕组磁通势产生的。 2、e1、e2与φ的大小相位关系 e1和e2均比主磁通滞后900，它们的最大值为 根据电磁感应定律可得，并设Φ=Φmsin?t 有效值为 3、e?1与??1 的关系 ： 如果电流随时间按正弦规律变化则： 式中X?1=2?fL?1称为原绕组的漏磁感抗。 (2) 带负载运行情况 1. 电磁关系 一次侧接交流电源，二次侧接负载。 + – + – + – ??1 ? ? ??1 i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有载时，铁心中主磁通?是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 +