变压器的应用与设计

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1、教案三变压器的应用与设计一.教学目标终极目标：能够使川变压器与设计、制作小型电源变压器。促成目标：1、能正确理解变压器的铭牌数据；2、能根据要求列出变压器的主要参数；3、能掌握小型电源变压器的铁芯结构、绕组结构及绝缘材料的使用；4、能知道变压器的简单制作工序；5、能根据要求掌握小型电源变压器的分析计算方法。二.工作任务1、根据电路的要求，确定变压器的主要参数并根据参数能正确选用变压器;2、设计、制作一个小型电源变压器。三.学时安排模块1变压器的应用6学时模块2变压器的设计3学时小型电源变压器制作与测试4学时学

2、生总结讨论发言及相互提问1学时四.教学内容模块1变压器的应用变压器的主要作用是实现电压变换、电流变换和阻抗变换。1、电压变换（降压变压器）：如图3-1，通过变压器可把网电压变为所需的低电压。变压蕃（变电压）D卜D4图3-1阁3-23、阯抗变换：如图3-3,通过变压器能实现扬声器阯抗与电源内阯匹配，获得最大功率。炎汛器＜变阻杭）其工作任务是：（1）读懂电路中标明的是哪类变压器，在电路中起什么作用？（2）根据电路的要求，确定变压器的主要参数并根据参数能正确选川变压器；（3）理解变压器为什么能实现电压变换、电流变换

3、和阻抗变换，掌握变压器是怎么实现电压变挽、电流变换和阻抗变换的。（一）相关实践知识1、变压器的认识变压器是根据电磁感应原理制成的一种静止的电气设备，是将某一种电压、电流、相数的电能转变成另一种电压、电流、相数的电能。它具有电压变换、电流变换、阻抗变换和电气隔离的功能，在工程的各个领域获得广泛的应用。1.1变压器的基本结构：由铁芯与绕组两部分构成。（如阁3-4所示）1.2变压器的用途：（1）变换交流电压：电力系统传输电能的升压变压器、降压变压器、配电变压器等电力变压器及各类电气设备电源变压器；（2）变换交流电流

4、：电流互感器及大电流发生器；（3）变换阻抗：电子线路屮的输入输出变压器。（4）电气隔离：隔离变压器低压绕组高压绕组（a）单相变压器fsssi铁心柱.铁心柱IJ/低压绕组（b）三相变压器图3-42、变压器的种类（1）按用途分：电力变压器、电源变压器、整流变压器（整流电路用）、电炉变压器（给电炉供电，二次側电压较低，电能一热能）、电焊变压器（给电焊机供电）、矿川变压器（干式防爆）、仪用变压器(用在测W:设备屮)、船用变压器、电子变压器(用在电子线路屮)、电流互感器、电压互感器等；(2)按相数分：单相变压器、三相变

5、压器；(3)按频率分：高频变压器(开关电源)、中频变压器(中频加热、淬火)、工频变压器；(4)按冷却介质分：油浸变压器、干式变压器(空气自冷)、水冷变压器；(5)按铁心形式分：心式变压器、壳式变压器；(6)按绕纟II数分：双绕组变压器、自耦变压器、三绕组变压器、多绕组变压器。3、变压器的铭牌数据变压器的铭牌主要标示变压器的额定值，变压器的额定值是制造厂对变压器正常使用所作的规定，变压器在规定的额定值状态下运行，W以保证长期可靠的工作，并且有良好的性能。变压器的铭牌标注的额定值主要包括以下儿方而：(1)额定容S

6、:是变压器在额定状态下的输出能力的保证值，单位用伏安(VA)、千伏安(kVA)或兆伏安(MVA)表示，额定容量是视在功率，是指变压器副边额定电压和额定电流的乘积.它不是变压器运行时允许输出的最大有功功率，后者和负载的功率因数有关.所以输出功率在数值上比额定容量小.巾于变压器有很高运行效率，通常原、副绕组的额定界量设计值相等。(2)额定电压：是指变压器空载时端电压的保证伉，根据变压器的绝缘强度和允许温升而规定的电压值，单位用伏(V)、千伏(kV)表示。三相变压器原边和副边的额定电压系指线电压。原边额定电压U1是

7、指原边绕组上应加的电源电压(或输入电压)，副边额定输出电压U2通常是指原边加U1时副边绕组的开路电压.使用时原边电压不允许超过额定值(一般规定电压额定值允许变化±5%).考虑有载运行时变压器有内阻抗压降，所以副边额定输出电压U2应较负载所需的额定电压高5-10%.对于负载是固定的电源变压器，副边额定电压U2有时是指负载下的输出电压.(3)额定电流：额定电流是指变压器按规定的工作时间(K：时连续工作或短时工作或间歇断续工作)运行吋原副边绕组允许通过的最大电流，是根据绝缘材料允许的温度定下来的.由于铜耗，电流会发

8、热.电流越大，发热越厉害，温度就越高.在额定电流下，材料老化比较慢.但如果实际的电流大大超过额定值，变压器发热就很厉害，绝缘迅速老化，变压器的寿命就要大大缩短.(4)额定频率：使用变压器时，还要注意它对电源频率的要求.因为在设计变压器时，是根据给定的电源电压等级及频率来确定匝数及磁通最大值的.如果乱用频率，就有可能变压器损坏.例如一台设计用50Hz，220V电源的变压器，若用25Hz,220V电源，