电机与变压器教案

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1、绪言一、电机在电能产生、传输、转换中的的作用1、电机首先承担了发电机的功能。2、电能的传送、分配主要由变压器来承担。3、电动机担负着把电能转换成机械能去做功的任务。由此可见、电机、变压器在电能利用的三个重要环节上（产生、传输、转换），都起到不可替代的作用。二、电机发展概况：近代电机发展的主要成就表现在以下几个方面：1、电机容量的不断提高。2、中、小电机的技术及经济指标不断地提高。3、电机制造中不断应用新技术、新材料。4、新型的特种电机不断出现。三、本课程的任务和要求掌握变压器、异步电动机、直流电动机的结构、原理、主要特性、

2、使用和维护知识。第一单元变压器的分类、结构和工作原理课题一变压器的分类和用途变压器是利用电磁感应原理制成的静止电气设备。它能将某一电压值的交流电变换成同频率的所需电压值的交流电。以满足高压输电、低压供电及其他用途的需要。变压器的原理图见书13页一．变压器的用途1、变压器的工作原理实际上是利用电磁感应原理，把一次的电能传给二次的负载。2、变压器的效率一般很高，容量越大，效率越高。3、在电能的输送过程中，总是把电压提高，因为传输一定的电功率，电压越高，电流也就越小。这样即可以节省导线(截面积小)和其他架设费用也可以减少送电时导

3、线上的损耗()4、电力系统中使用的电力变压器可分为升压、降压和配电变压器。二．变压器的分类表1—1课题二变压器的结构与冷却方式一变压器的结构（油浸式为例）变压器的主要部分是绕组和铁心，由他们组成器身。图见书7—12页1变压器的绕组绕组是变压器的电路部分，常用绝缘铜线或铝线绕制而成。接电源的绕组称一次绕组。接负载的绕组称二次绕组。也可按绕组所接电压高低分为高压绕组和低压绕组。按绕组绕制方式不同可分为同心绕组和交叠绕组两种类型。(1)同心绕组同心绕组是将一次、二次侧线圈套在同一铁心柱的内外层，一般低压绕组在内层，高压绕组在外层

4、。图见书7页(2)交叠绕组将高、低压线圈绕成饼状，沿铁心轴向交叠放置，一般两端靠近铁轭处放置低压绕组，有利于绝缘。多用于壳式、干式变压器及电炉变压器中。图见书7页。2变压器的铁心铁心是主磁通Φm的通道，也是器身的骨架。为了提高铁心导磁能力，使变压器容量增大，体积减小，效率提高，采用性能好的导磁材料是很关键的。常用硅钢片叠装而成。铁心因线圈的位置不同，可分成芯式和壳式两类。芯式指线圈包着铁心，适用于大容量、高电压。电力变压器大多采用此结构。壳式是铁心包着线圈，工艺复杂，除小型干式变压器外很少采用。图见书5页二主要附件1、油箱

5、：里面装满了变压器油。变压器油保护铁心和绕组不受潮，又有绝缘和散热的作用。详见书7页2、储油柜：也称为油枕。详见书7页3、气体继电器（瓦斯继电器）：当变压器发生故障时，器身就会过热使油分解产生气体。使气体继电器动作，切断电源，避免故障扩大。详见书10页4、分接开关：用来控制输出电压在允许范围内变动。一般装在一次侧（高压边）。分无励磁调压和有载调压两种。详见书10页1、绝缘套管：详见书11页2、安全气道和压力释放阀：又称防爆管。详见书11页3、测温装置：就是热保护装置。详见书12页三冷却方式1、变压器的发热：变压器在室温为3

6、5℃额定工作时，绕组中温度最高，铁心次之。详见书9页2、冷却方式：课题三变压器的原理一、空载运行1、原理图及正方向空载运行：变压器一次侧加额定电压，二次侧开路即为空载运行。图见书13页正方向规定：见书12页2、理想变压器不计绕组的电阻、铁心的损耗、磁通中的漏磁通和磁路饱和的影响，这样的变压器就称为理想变压器。它只是单纯的电感电路。电压方程式见书12页。（1）向量图的画法：（2）感应电动势E的计算：由法拉第电磁感应定律=-NΔΦ/Δt可推出E=4.44fNΦmΦm---主磁通幅值，Wb;f-----频率,Hz;E-----感

7、应电动势有效值,V.（3）变压器的变压比KK的定义是一次侧绕组相电动势E1与二次侧绕组相电动势E2之比。可得公式：K=E1/E2=U1/U02=N1/N2N1-----一次侧绕组匝数;N2-----二次侧绕组匝数.1、实际变压器(1)漏磁通及其产生的电压降图及方程式见书14页(2)励磁电流IO和空载损耗PO实际变压器的铁心中有铁耗（磁滞与涡流损耗），它会消耗一部分输入功率。铁耗角δ很小。PO较小。详见书14页一、负载运行1、原理图及电压方程式：详见书15页（1）当输入电压U1不变时，输出电压U2的稳定性主要由Zs1、Zs2

8、决定。（2）二次侧电路的功率因数主要由负载决定。2、磁动式平衡方程式及电流比：详见书15页2.电压方程式3阻抗变换变压器一次侧接交流电源，对电源来说是一个负载。其输入阻抗为Z1=U1/I1,而变压器二次侧输出又接了负载，电压、电流、负载之间存在Z2=U2/I2=Zfz关系。经过变压器把Z2接到电源上和不