四章變壓器課件

1、 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：變電壓：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電流互感器電流互感器 ： 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P =UI cos 及及負(fù)載功率因數(shù)負(fù)載功率因數(shù)cos 一定時(shí)：一定時(shí)：電能損耗小電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）U I P = I RlI S 發(fā)電廠發(fā)電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室380 / 220V降壓降壓變電站變電

2、站 10kV降壓降壓降壓降壓變壓器的磁路變壓器的磁路1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心(1) 空載運(yùn)行情況空載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。二次側(cè)開路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時(shí)，空載時(shí)，鐵心中主鐵心中主

3、磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢(shì)組磁通勢(shì)產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。(2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況帶負(fù)載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)二次側(cè)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時(shí)，鐵心有載時(shí)，鐵心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次繞組磁通勢(shì)共繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生的合成同產(chǎn)生的合成磁通。磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfN

4、EE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 根據(jù)根據(jù)KVL：1111111111jEIXIREEIRU 變壓器一次側(cè)等效電路如圖變壓器一次側(cè)等效電路如圖1m1111444Nf.EUEU 由于電阻由于電阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)較小較小,其兩端其兩端的電壓也較小的電壓也較小,與主磁電動(dòng)勢(shì)與主磁電動(dòng)勢(shì) E 比較可忽略不計(jì)，比較可忽略不計(jì)，則則1E1R1I1U1E+一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)KNNEEUU 2121201根據(jù)根據(jù)KVL：2m220224440Nf.EUU,I 結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比

5、，就能改變輸出電壓。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+ABCXYZabczyx高壓繞組：高壓繞組：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低壓繞組：低壓繞組：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端/000YYYYYYYY、：高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接法低壓繞組接法:YY0/三相配電變壓器三相配電變壓器: Y/動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）: Y0/A311PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133A311PUU CB1

6、UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情況下：一般情況下：I0 (38)%I1N 很小可很小可忽忽略。略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。或：或：221011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空載磁勢(shì)空載磁勢(shì)有載磁勢(shì)有載磁勢(shì)22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ222222

7、11 ZKZ2 結(jié)論：結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +：信號(hào)源信號(hào)源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)勢(shì) E= 120V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 R 0=800 ，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8 。要求。要求: （1）當(dāng)）當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻折算到原邊的等效電阻 時(shí)時(shí) ， 求變壓器的匝數(shù)求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)源輸出的功率；（比和信號(hào)源輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)

8、載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí)當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí),信號(hào)源輸出多大功率？信號(hào)源輸出多大功率？0RR L W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，為：為： 變壓器額定容量變壓器額定容量(KVA)S:三相三相D:單相單相 N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次側(cè)輸入功率：一次側(cè)輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運(yùn)行變壓器運(yùn)行時(shí)的功率取時(shí)的功率取決于負(fù)載的決于負(fù)載的性質(zhì)性質(zhì)122222)。%100%20220 UUUU)(22I

9、fU 2 U2I2U20I2N2 O FeCu2212PPPPPP AXax Aax 同極性端用同極性端用“”表示表示。增加增加+ 變壓器符號(hào)注意：注意：變壓器在工作時(shí)，鐵芯和繞組都會(huì)發(fā)熱，必須采取冷卻措施。小容量變壓器采用空氣冷卻方式，大容量變壓器采用油浸自冷、油浸風(fēng)冷或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷等方式，。變壓器油除了冷卻作用外，還能增強(qiáng)變壓器內(nèi)部的絕緣性能。注意：注意：變壓器在工作時(shí)，鐵芯和繞組都會(huì)發(fā)熱，必須采取冷卻措施。小容量變壓器采用空氣冷卻方式，大容量變壓器采用油浸自冷、油浸風(fēng)冷或強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷等方式，。變壓器油除了冷卻作用外，還能增強(qiáng)變壓器內(nèi)部的絕緣性能。三、常用變壓器三、常用變壓器 變壓器的

10、種類很多，下面介紹幾種常用的變壓器1三相變壓器 2電焊變壓器3互感器和鉗形電流表1三相變壓器三相變壓器 三相變壓器實(shí)際上等效于三個(gè)相同的單相變壓器，在每個(gè)鐵芯柱上繞著同一相的一次和二次繞組。常用的三相變壓器分為三相干式變壓器和三相油浸變壓器。2電焊變壓器電焊變壓器電焊變壓器是交流弧焊機(jī)的組成部分。電弧焊對(duì)電焊變壓器的要求是：空載時(shí)應(yīng)有6075V的引弧電壓，帶載時(shí)二次電壓應(yīng)迅速下降，當(dāng)焊條與焊件間產(chǎn)生電弧并穩(wěn)定燃燒時(shí)，維持電弧的正常電壓約為2535V為宜。焊條與工件相碰瞬間，短路電流不能過大，以免燒壞電焊機(jī)。此外，為了能適應(yīng)不同焊件和焊條，焊接電流的大小應(yīng)可以方便地調(diào)節(jié)。為了滿足上述要求，電焊變壓器的結(jié)構(gòu)與一般變壓器不同。它的二次繞組與一個(gè)電抗器串聯(lián)，電抗器的鐵芯有一定的空氣隙，轉(zhuǎn)動(dòng)螺桿可以改變空氣隙的距離?？諝庀都哟螅娍蛊鞲锌箿p小，電流就要增大；反之，當(dāng)空氣隙減小，電流就減小。3互感器和鉗形電流表互感器和鉗形電流表 v互感器是一種專供測(cè)量?jī)x表、控制設(shè)備和保護(hù)設(shè)備中使用的變壓器。它們可以把待測(cè)電壓、按一定比率變小以便于測(cè)量；同時(shí)由于一次側(cè)與二次側(cè)之間采用磁耦合，起到很好的電氣隔離作用，從而可以保證儀表和人員的安