电机与电气控制

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江苏省淮安信息职业技术学院教案首页 第一讲 变压器构造、原理、运行及其试验 一、变压器的构造和基本原理 编号 BYQ 2.1-1/26 20min 40 min 15 min 10 min 5 min 本讲教学内容及时间分配 二、变压器的运行分析与等效电路 三、变压器的空载与短路实验 四、变压器的运行特性 小结 应知 应会 难点 掌握变压器的构造和基本原理以及变压器的试验方法。 了解变压器的运行情况、 变压器的等效电路 以变压器的广泛应用为切入点，以图片和实物为依托说明其工作原理，教学 强调变压器的三个变换特性，结论性介绍其等效电路路，说明变压器的试验方法 目的和实验方法，案例教学要贯穿其中。 易混淆的地方 考工必备 问题讨论 课后任务 课后记 短路试验室的外加电压 与变压器构造、原理方面的知识 变压器为什么不能够变换直流电压？直流电压如何变换？ 已知电源、负载和变压器参数，求变压器的电流、电压。 设计变压器空载实验步骤，并划出试验电路。 直流电机模块 第 1 页 严禁 规范 求真 铸魂

第一讲：变压器构造、原理、运行及其试验

【引入】从小型变压器的广泛应用开始，直到电力变压器............。 一、 变压器的构造和基本原理

（一）变压器的构造及其分类

变压器是一种利用电磁原理工作的静止装置。其主要功能是一种交变电压变为同一频率的另一种或几种电压，。

1、铁心：提供磁路。

1）铁心结构：分为心式结构和壳式结构两种；

2）叠片形式：硅钢片裁成条状，采用交错叠片的方式叠装而成，接缝互相错开，为了减少气隙和磁阻。

2、绕组：建立磁场。

按高低、压 在铁心上放置方式的不同，绕组有同心式和交叠式。 按电压高低分为一次（原方）绕组，二次（付方）绕组。 3、附件

油箱：散热，绝缘，保护铁心和绕组不受外力和潮气浸蚀。 油枕：储油，减少油箱内油和空气的接触。 气体继电器：瓦斯保护。 绝缘套管：引出线。 分接开关：调整变压比。 4、变压器的分类

1）按相数的不同：变压器可分为单相变压器、三相变压器和多相变压器；

2）按绕组数目不同：变压器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；

3）按冷却方式不同：变压器可分为油浸式变压器、充气式变压

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器和干式变压器。油浸式变压器又可分为：油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环变压器。

4）按用途不同：变压器可分为电力变压器、特种变压器、仪用互感器、试验用的高压变压器等。 （二）变压器的基本工作原理

1、相关名称： 一次绕组，匝数N1； 二次绕组，匝数N2 2、工作条件： 一次侧要加交变电压。 3、磁场分布：

主磁通：大部分经过磁阻很小的铁心闭和，与一次、二次绕组同时交链。

漏磁通：很少一部分磁通经过磁阻很大的油或空气闭合。 4、工作原理：

一次绕组通电，产生变化磁通，交链到二次侧，在二次侧感应出电势。 5、特点：

a.变压器只能传递交流电能，而不能产生电能； b.他只能改变交流电压或电流的大小，不改变频率；

c.而在传递过程中几乎不改变电压和电流大小的乘积（功率）。 （三）变压器的铭牌数据

1、变压器的型号 SL7 — 200/30 2、变压器的额定值 (1)额定容量ssn?UnInn?3U1nI1n?3U2nI2n

(2)额定电压U1N／U2N 是指变压器空载时，各绕组端头电压的保证值，对三相变压器指的是线电压，单位是V和kV

(3)额定电流I1N／I2N是指变压器允许长期通过的电流，单位是A。

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(4)额定频率f 二、变压器的运行分析 （一）变压器的空载运行 1、空载运行时的物理情况 ⑴ 二次侧空载所以i2=0，U2=E2 ⑵一次侧电流i0 叫空载电流（或励磁电流）；

变压器的空载运行

?I1Φ I2＝0 ?E1?E?1Φσ1 N1 N2 ??U1?E2U20 ⑶输出功率P2 =0，所以输入功率P1 几乎为0，P1 =PFe+PCu =u1* i0 ,

所以i0 很小；

2、空载运行时的电磁关系和平衡方程 磁场由励磁电流I0建立。 经推导得 E1 =4 .44N1 f Φm； E2 =4 .44N2 f Φm

所以E1/ E2 = N1/ N2 =K（匝数比） 因为空载电流很小，所以I0 Z1 比E1 小的多，数值上近似为U1=E1

二次：U2=E2

所以U1 / U2=E1/ E2 = N1/ N2 =K （二）变压器的负载运行

一次侧：U1?I1R1?E1?ES1??E1?I1Z1 二次侧： U2?E2-I2R2?ES2?E2?I2Z2 负载上的电压： U2?I2Z2 1．绕组折算： 保持电磁关系、功率关系不变，将一次、二次侧绕组折算为具有相同的匝数。

直流电机模块 第 4 页 变压器的电路模型

?I1 Φ ?I2 ?U1 ?E1 Φσ1 Φσ2 N1 N2 ?E2 ?E?1 ? E?2?U2ZL

变压器的有载运行

R1 ?U1?I1Xσ1 ?E1?E2R2 I?2Xσ2 ?U2ZL