电工电子技术 下册 教学课件 作者 周元一 电工电子技术 下册.ppt

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1、电工电子技术下册教育部高等职业教育示范专业规划教材主编：周元一制作：乐陶然第八章变压器第九章电工测量第十章电机第十一章电动机控制电路第十二章现代电力电子技术第十三章可编程序控制器的控制技术第十四章供用电技术简介第八章变压器第一节变压器的基本结构第二节单相变压器第三节三相变压器第四节其他常用变压器第五节电磁铁第一节变压器的基本结构变压器顾名思义变压，可将一种交流电压变换成同频率的另一种或几种不同数值的交流电压。变压器是由铁心和套装在铁心柱上的绕组两大部分组成。一、铁心铁心是变压器的磁路部分。图8-1为几种常见的铁心形状。图8-1变压器的铁心a）口型b）E型c）F型d）C型与电源相连的一次绕

2、组又称原边或初级；与负载相连的二次绕组又称副边或次级。二、绕组绕组是变压器的电路部分，其作用是作为电流的载体，产生磁通和感应电动势。一般小容量变压器的绕组是用高强度漆包线绕制而成，大容量变压器的绕组是采用绝缘扁铜线或扁铝线绕制。一、二次绕组常套在铁心的同一铁心柱上，其形状有筒形和盘形两种，如图8-2所示。图8-2变压器的绕组结构a）筒形b）盘形从铁心和绕组的位置组合来看，变压器可分为心式和壳式。图8-3变压器的结构形式a）心式b）壳式变压器在工作时绕组和铁心都要发热，所以要考虑冷却问题。例如常见的普通电力变压器铁心和绕组通常都是浸在油箱内，靠变压器油的对流将热量传到箱壁散到空气中，为了增加

3、散热面积，箱壁做成波片状或装有散热对流管，这种方式称为油浸自冷式。第二节单相变压器一、变压器的工作原理图8-5单相变压器的工作原理一次绕组的匝数为N1，二次绕组匝数为N2。由于主磁通Φ同时穿过一、二次绕组，根据电磁感应定律，一、二次绕组中便会产生感应电动势e1、e2。二次绕组中的感应电动势e2向负载供电。图8-6单相变压器符号变压器的空载运行（电压变换原理）所谓空载运行，就是变压器一次绕组接入额定正弦交流电压u1、二次绕组开路，这时二次电流为0，电压为开路电压u20，一次绕组通过的电流为空载电流i10，也称为励磁电流，如图8-7所示。图8-7变压器的空载运行（8－1）（8－2)式中为主磁通

4、最大值，f为电源频率。由式（8-1）和（8-2）可得U1≈E1U20=E2空载情况下因此有[例8-1]有一机床照明变压器，一次电压U1=380V，一次绕组1726匝，二次绕组172匝，求二次空载电压U20。解：变压器的负载运行（电流变换原理）根据能量守恒定律，在忽略损耗时，S1≈S2于是有[例8-2]已知一单相变压器，一、二次绕组匝数N1=1000，N2=200，二次电流I2=5A，求一次电流I1。解：由式8-4可知可得变压器的阻抗变换变压器变换阻抗电路如图8-8所示。负载阻抗

5、ZL

6、与二次电压、电流的关系为

7、ZL

8、=U2/I2，如果将图8-8a中点划线框内的电路看成为一个负载

9、ZL′

10、,

11、其等效电路如图8-8b所示，其中

12、ZL′

13、=U1/I1。图8-8变压器变换阻抗电路这时不难导出

14、ZL′

15、与ZL的关系[例8-3]一只阻抗

16、ZL

17、=8Ω的扬声器，需要用变压器把阻抗变换成800Ω才能接到收音机的输出端，问应选一只变比为多少的变压器？解：由式（8-5）可得二、变压器的运行特性变压器在电路中起着能量传递的作用，将电源的能量传递给负载，所以变压器从电源的角度看它相当于一个用电的负载，从负载的角度看它又相当于一个供电的电压源。变压器的损耗与效率损耗包括绕组损耗和铁心损耗两部分：绕组损耗称为铜损，它是一、二次绕组电阻上的功率损耗；铁心损耗称为铁损，它是交变磁通在铁心中所产生的磁滞和涡流

18、损耗。Pcu为铜损，Pfe为铁损。变压器的效率变压器的输入功率为变压器的输出功率为变压器的功率损耗也可写成输出功率与输入功率之比称为变压器的效率，通常用百分数表示，即变压器的外特性和电压调整率对于电阻性负载或电感性负载，随着负载的增大（I2增加）输出电压U2逐渐下降，如图8-9所示。负载功率因数越低，U2下降越大。图8-9变压器的外特性变压器从空载到额定负载时U2的变化量ΔU与空载电压U20的百分比，称为变压器的电压调整率，即U2为变压器二次电流I2=I2N时的二次电压。电压调整率是变压器的一个重要的技术指标，电压调整率越小越好。功率因数越高，电压调整率越小。[例8-4]一台电压调整率为5

19、%的变压器满载时，二次绕组电压U2为380V，求该变压器空载时二次电压U20为多少？解：作业习题八2－2第三节三相变压器复习三相交流电路在负载星形联结时UP＝UL/IP＝IL线电压超前于对应的相电压30°在负载三角形联结时UP＝ULIP＝IL/线电流滞后于对应的线电流30°三相对称负载不论时星形联结或三角形联结，其总的功率统一写成P=√3ULILcosψQ=√3ULILsinψS=√3ULIL正弦交流电的产生、输送、变配