《电拖第四章变压器》PPT课件

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1、第四章变压器的基本原理变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。一、变压器的用途第一节变压器的用途、工作原理与结构二、变压器的基本原理由于变压器是利用电磁感应原理工作的，因此它主要由铁心和套在铁心上的两个（或两个以上）互相绝缘的线圈所组成，线圈之间有磁的耦合，但没有电的联系，如图所示。按图中标明的变量关系，变压器的电动势平衡方程可写成假定变压器两边绕组的电压和电动势的瞬时值都按正弦规律变化，由

2、上两式可得一次、二次绕组中电压和电动势的有效值与匝数的关系为式中，k称为匝比，亦称为电压比。如果忽略铁磁损耗，根据能量守恒原理，变压器的输入与输出电能相等，即由此可得变压器一次、二次绕组中电压和电流有效值的关系也就是因此，只要改变一次、二次绕组的匝数比k，便可达到变换输出电压u2或i2大小的目的，这就是变压器利用电磁感应原理，将一种电压等级的交流电源转换成同频率的另一种电压等级的交流电源的基本工作原理。三、变压器的分类按用途分：电力变压器和特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变

3、压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。电源变压器电力变压器控制变压器接触调压器三相干式变压器四、变压器的结构简介铁心——变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。单相芯式变压器1—铁心柱2—铁轭3—高压线圈4—低压线圈三相芯式变压器1—铁心柱2—铁轭3—高压线圈4—低压线圈单相壳式变压器1—铁心柱2—铁轭3—绕组绕组——变压器中

4、的电路部分。1—低压绕组2—高压绕组交叠式绕组油浸式电力变压器1—信号式温度计2—吸湿器3—储油柜4—油位计5—安全气道6—气体继电器7—高压套管8—低压套管9—分接开关10—油箱11—铁心12—线圈13—放油阀门(1)、额定容量SN额定容量是指额定运行时的视在功率。以VA、kVA或MVA表示。由于变压器的效率很高，通常一、二次侧的额定容量设计成相等。(2)、额定电压U1N和U2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U1N。二次侧的额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电

5、压。额定电压以V或kV表示。对三相变压器，额定电压是指线电压。(3)、额定电流I1N和I2N五、变压器额定值根据额定容量和额定电压计算出的线电流，称为额定电流，以A表示。对单相变压器对三相变压器(4)、额定频率fN除额定值外，变压器的相数、绕组连接方式及联结组别、短路电压、运行方式和冷却方式等均标注在铭牌上。额定状态是电机的理想工作状态，具有优良的性能，可长期工作。[例]有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，试求一次、二次绕组的额定电流。解：联结空载运行：是指变压器原绕组接到额定电压、额定频率的电源上，副绕组开

6、路时的运行状态。一、空载运行的物理现象如图所示：主磁通：Φ漏磁通：Φσ1第二节变压器的空载运行主磁通和漏磁通在性质上的不同：1）由于铁磁材料有饱和现象，所以主磁路的磁阻不是常数，主磁通与建立它的电流之间呈非线性关系。而漏磁通的磁路大部分是非铁磁材料组成，所以漏磁路的磁阻基本上是常数，漏磁通与产生它的电流呈线性关系2）主磁通在原、副绕组中均感应电动势，当副方接上负载时便有电功率向负载输出，故主磁通起传递能量的作用。而漏磁通仅在原绕组中感应电动势，不能传递能量，仅起压降作用。因此，在分析变压器和交流电机时常将主磁

7、通和漏磁通分开处理。空载运行时的电磁关系二、变压器中各量正方向的规定：从理论上讲，正方向可以任意选择，因各物理量的变化规律是一定的，并不依正方向的选择不同而改变。但正方向规定不同，列出的电磁方程式和绘制的相量图也不同。在电机方向的学科中通常按习惯方式规定正方向，称为惯例。具体原则如下：（1）原边按电动机惯例：U正方向与I正方向相同。（2）副边按发电机惯例：与正方向相同。（3）电流与它产生的磁通方向符合右手螺旋定则；磁通与它产生的电势的正方向符合右手螺旋定则。电压u1,u2的正方向表示电位降低，电动势e1,e2

8、的正方向表示电位升高。在原方，u1由首端指向末端，i1从首端流入。当u1与i1同时为正或同时为负时，表示电功率从原方输入，称为电动机惯例。在副方，u2和i2的正方向是由e2的正方向决定的，即i2沿e2的正方向流出。当u2和i2同时为正或同时为负时，电功率从副方输出，称为发电机惯例。1.磁通Φ假定主磁通按正弦规律变化，即Φ=Φmsinωt2.电动势e1和e2根据根据电磁感应定律和对正方向规定，一、二次