电气控制与PLC原理及应用（欧姆龙机型）全套PPT课件.pptx

1电气控制与PLC原理及 应用（欧姆龙机型）（第3版） 电子教案 2第1章 变压器电子教案电气控制与PLC原理及 应用（欧姆龙机型）（第3版） 3 1.1 变压器的基本结构与铭牌技术数据 1.1.1 变压器的基本结构 电力变压器的基本部件是铁心和绕组，此外还有油箱及其他附件，如图1.1所示。 1．铁心 铁心通常采用表面经绝缘处理的冷轧硅钢片叠装而成，是为了减少铁心内的涡流损耗和磁滞损耗。 4图1.1 油浸式电力变压器 5 铁心分为铁心柱和铁轭（磁轭）两部分，铁心柱上套有绕组，磁轭作为连接磁路之用。铁心结构的基本形式有心式和壳式两种，如图1.2和图1.3所示。图1.2 单相心式变压器 6图1.3 单相壳式变压器 7 2．绕组 与电源相连的叫一次绕组或原绕组，与负载相连的叫二次绕组或二次绕组。也可根据电压大小分为高压、低压绕组。 3．油箱和其他附件 （1）油箱。变压器油是一种冷却介质，通过热对流方法，及时将绕组和铁心产生的热量传到油箱和散热油管壁，向四周散热，使变压器的温升不致超过额定值。 （2）储油柜。储油柜（油枕），一般装在变压器油箱上面，其底部有油管与油箱相通，当变压器油热胀时，将油收进储油柜内，冷缩时，将油灌回油箱，始终保持器身浸在油内。 （3）安全气道。当变压器发生严重故障或气体继电器保护失败时，箱内产生很大压力冲破防爆膜，使油和气体从安全气道喷出，释放压力以避免造成重大事故。 8 （4）气体继电器。当变压器发生故障时，内部绝缘材料及变压器油受热分解，产生气体沿连通管进入气体继电器，使之动作，接通继电器保护电路发出信号，以便工作人员进行处理，或引起变压器前方断路器跳闸保护。 （5）绝缘套管。作为高、低压绕组的出线端，在油箱上装有高、低压绝缘套管，使变压器进、出线与油箱（地）之间绝缘。 （6）分接开关。箱盖上的分接开关，可以在空载情况下改变高压绕组的匝数（±5%），以调节变压器的输出电压，改善电压质量。 91.1.2 变压器的铭牌技术数据1．额定电压U1N/U2N额定电压U1N是指交流电源加到一次绕组上的正常工作电压；U2N是指在一次绕组加U1N时，二次绕组开路时（空载）的端电压。2．额定电流I1N/I2N额定电流是变压器绕组允许长时间连续通过的最大工作电流，由变压器绕组的允许发热程度决定。3．额定容量SN额定容量是指在额定条件下，变压器最大允许输出，即视在功率。通常把变压器一、二次绕组的额定容量设计得相同。在三相变压器中SN是指三相总容量。4．额定频率fN我国规定标准工业用电的频率为50Hz。 101.2 变压器的工作原理1.2.1 变压器的空载运行1．变压器中各物理量正方向的规定变压器中各物理量的正方向一般按照电工惯例来规定，称为“惯例方向”，如图1.4所示。图中同一支路，电压降的正方向与电流的正方向一致；磁通的正方向与电流的正方向之间符合右手螺旋定则关系；由交变磁通所产生的感应电动势，其正方向与产生该磁通的电流正方向一致。或者说，感应电动势的正方向与产生它的磁通正方向成右手螺旋定则关系。在此关系下，e = -NdΦ/dt。 11图1.4 变压器空载运行原理图 2．空载运行时的物理情况 变压器的一次绕组接在额定电压、额定频率的交流电源上，二次绕组开路无电流的运行状态，称为空载运行。 12 空载时一次绕组中的电流为I0，叫空载电流。它在一次绕组中建立空载磁动势F0=I0N1。在F0作用下，铁心磁路中产生磁通，因此，空载磁动势又叫励磁磁动势，空载电流又叫励磁电流。 变压器中磁通分为两部分：一部分是同时交链着一次绕组和二次绕组的主磁通F。另一部分是只交链一次绕组本身而不交链二次绕组的漏磁通F1s。漏磁通只占0.2%左右。两者都是空载磁动势或空载电流产生的，主磁通F与空载电流I0之间的关系不成正比；而漏磁通磁路F1s与I0成正比关系。 漏磁通只交链一次绕组，起电压降作用而不能传递能量；主磁通可在一、二次绕组上都感应电动势，所以主磁通是能量传递的桥梁。 13设主磁通 ，漏磁通 ，代入， 可得：各电动势有效值分别为 14 可见：感应电动势正比于产生它的磁通最大值、频率及绕组匝数，其相位滞后于相应的磁通90°。 当变压器空载运行时，一次绕组忽略绕组阻抗，；二次绕组U2=E2，故 15 3．空载电流