《变压器与电动机》ppt课件

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1、第三章变压器与电动机3.1变压器的结构与工作原理3.2常用变压器3.3三相异步电动机3.4单相异步电动机3.5直流电动机3.1变压器的结构与工作原理3.1.1变压器的基本结构变压器是利用互感原理工作的电磁装置，它的符号如图3-1所示，T是它的文字符号。在日常生活和生产中，常常需要各种不同的交流电压。如工厂中常用的三相或单相异步电动机，他们的额定电压是380V或220V；机床照明、低压电器只需要36V以下的电压；而高压输电则需要用200kV以上的电压输电。如果采用许多输出电压不同的发电机来分别供给这些负载，不但不经济、不方便，而且实际

2、上也是不可能的。因此在实际中，输电、配电和用电所需的各种不同的电压都是通过变压器进行变换后获得的。变压器除了可以变换电压之外，还可以变换电流（如变流器、大电流发生器）、变换阻抗（如电子电路中输入、输出变压器）、改变相位（如改变线圈的连接方法来变换变压器的极性）。由此可见，变压器是输配电、电子线路和电工测量中十分重要的电器设备。图3-1变压器符号变压器的种类很多，常用的有：·输配电用的电力变压器·电解用的整流变压器·实验用的调压变压器·电子技术中的输入、输出变压器等。虽然变压器种类很多，结构上也各有特点，但它们的基本结构和工作原

3、理是类似的。变压器主要由铁芯和线圈（也叫绕组）两部分组成。·铁芯是变压器的磁路通道。·线圈是变压器的电路部分。铁芯是变压器的磁路通道。为了减小涡流和磁滞损耗，铁芯是用磁导率较高而且相互绝缘的硅钢片叠装而成的。在频率为50Hz的变压器中所采用硅钢片的厚度为0.35~0.5mm，但近年来，通信用的变压器也常用铁氧体或其他磁性材料做铁芯。变压器铁芯的构造型式可分为心式和壳式两种，心式铁芯成“口”字形，线圈包着铁芯；壳式铁芯成“日”字形，铁芯包着线圈。线圈是由具有良好绝缘的漆包线、纱包线或丝包线绕制而成的。·原线圈（初级线圈）和电源相连的线

4、圈；·副线圈（次级线圈）与负载相连的线圈。变压器组装时，通常要将电压较低的一个线圈安装在靠近铁芯柱的内层，这是因为低压线圈和铁心间所虚的绝缘比较简单，而电压较高的线圈则安装在外面。但是，对使用频率较高的变压器，为了较少漏磁通和分布电容，常需要把原、副线圈分为若干部分，分格分层并交叉绕制。绝缘是变压器制造的主要问题，线圈的区间和层间都要绝缘良好，线圈和铁心以及不同线圈之间更要绝缘良好。为了提高变压器的绝缘性能，在制造时还要进行去潮处理（如烘烤、灌蜡、密封等）。变压器工作时，不可避免的存在能量的损耗致使铁心和绕组发热，因此其冷却问题必须

5、考虑。·变压器按冷却方式分为自冷式和油冷式功率较小的变压器普遍采用自冷式。在自冷式变压器中，热量依靠空气的自然对流和辐射直接散发到周围的空气中去。为了增加散热量，在箱壁上还装有散热管来扩大其散热表面，并促进油的对流作用。除此之外，为了消除外界电磁波的影响，变压器往往要用铁壳或铝壳罩起来，原、副线圈间也会加一层金属静电屏蔽层，已达到电磁屏蔽的作用。3.1.2单相变压器工作原理变压器是按电磁感应原理工作的。如图3-2所示，如果把变压器的原线圈接在交变电源上，在原线圈中就有交变电流流过，交变电流在铁心中产生交变磁通，这个变化的磁通经过闭

6、合磁路同时穿过原线圈和副线圈。我们知道，交变的磁通将在线圈中产生感应电动势。因此，在变压器原线圈中产生自感电动势的同时，在副线圈中也产生了互感电动势。这时，如果副线圈接上负载，电能就将通过负载转换成其他形式的能。1变换交流电压当变压器的原线圈接上交流电压后。在原、副线圈中存在交变的磁通，若漏磁通忽略不计，可以认为穿过原、副线圈的交变磁通相同，此时这俩个线圈的毎匝所产生的感应电动势相等。图3-2变压器工作原理设原线圈的匝数是N1，副线圈的匝数是N2，穿过它们的磁通是Φ，那么原、副线圈中所产生的感应电动势分别是原边感应电动势副边感应电动

7、势由此可得(3-1-1)(3-1-2)(3-1-3)在原线圈中，感应电动势E1起着阻碍电流变化的作用，与加在原线圈两端的电压U1的作用相反。原线圈的电阻很小，如果略去不计，则由U1≈E1；副线圈相当于一个电源，感应电动势Ｅ2相当于电源的电动势，副线圈的电阻也很小，如果略去不计，副线圈就相当于无内阻的理想电压源。因而副线圈两端的电压U2等于感应电动势Ｅ2，即U2≈Ｅ2,得式中K称为变压比可见，变压器原、副线圈的端电压之比等于这两个线圈的匝数比。如果N1>N2,则U1>U2,变压器使电压降低，这种变压器为降压变压器。(3-1-4)2变换

8、交流电流由上面的分析可知，变压器从电网中获取能量并通过电磁感应进行能量转换后，再把电能输送给负载。根据能量守恒定律，在不计变压器内部损耗的情况下，变压器输出的功率和它从电网中获取的功率相等，即P1=P2。根据交流电功率的计算公式得式中