电拖及机床电气控制教学课件作者张文红项目二.ppt

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1、项目2变压器的运行与维护12任务1单相变压器的认识与分析任务2三相变压器的分析及其应用返回任务1单相变压器的认识与分析【任务目标】(1)通过空载和短路实验测定变压器的变比和参数(2)通过负载实验测取变压器的运行特性。【任务描述】单相变压器运行特性及参数的测定。【知识准备】一、变压器的应用、变压器的分类及变压器的额定值变压器是电力系统中的重要电气设备，它是电力输配电系统的核心装置，同时也是电气控制系统中不可缺少的元器件。下一页返回任务1单相变压器的认识与分析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

2、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。1.变压器的应用与分类作为电能传输或信号传输的装置，变压器在电力系统和自动化控制系统中得到了广泛应用，在国民经济的其他部门，作为特种电源或满足特殊的需要，变压器也发挥着重要的作用。它的种类很多，容量小的只有几伏安，大的可达到数十万千伏安;电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析变压器的种类很多，可按其用途、结构、相数、冷却方式等不同来进行分类。(1)按用途分类，可分为电力变压器(主要用在输配电系统中，又分为升压变压器、降压变压

3、器、联络变压器和厂用变压器)、仪用互感器(电压互感器和电流互感器)、特种变压器(如调压变压器、试验变压器、电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等)。(2)按绕组数目分类:可分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器和自藕变压器。(3)按铁芯结构分类，有心式变压器和壳式变压器。(4)按相数分类，有单相变压器、三相变压器和多相变压器。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(5)按冷却介质和冷却方式分类，可分为油浸式变压器(包括油浸自冷式、油浸风冷式、油浸强迫油循环式)、干式变压器、充气式变压器。(6)电力变压器按容量大小通常分为小型变压

4、器(容量为10~630kV·A)、中型变压器(容量为800~6300kV·A)、大型变压器(容量为8000~63000kV·A)和特大型变压器(容量在90000kV}A及以上)。不管如何进行分类，其工作原理及性能都是一样的。2.变压器的额定值(铭牌数据)按照国家标准规定，标注在铭牌上的，代表变压器在规定使用环境和运行条件下的主要技术数据，称为变压器的额定值(或称为铭牌数据)。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(1)额定容量是变压器在正常运行时的视在功率，通常用S、来表示，单位为伏安(V·A)或千伏安(kV·A)。对于一般的变压器

5、，原、副边的额定容量都设计成相等。(2)额定电压:在正常运行时，规定加在原边绕组上的电压，称为原边的额定电压，用U1N来表示;当副边绕组开路(即空载)，原边绕组加额定电压时，副边绕组的测量电压，即为副边额定电压，用U2N来表示。在三相变压器中，额定电压是指线电压，单位为伏(V)或千伏(kV)。(3)额定电流:是指根据额定容量和额定电压计算出来的电流值。原、副边的额定电流分别用I1N、I2N来表示，单位为安(A)。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析(4)额定频率:我国以及大多数国家都规定人=50Hz，额定容量、额定电压和额定电流之

6、间的关系为单相变压器:三相变压器:此外，变压器的铭牌上还会标注效率、温升、绝缘等级等。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析二、单相变压器的基本结构及工作原理1.变压器的工作原理下面以单相双绕组变压器为例分析其工作原理:在一个闭合的铁芯上缠绕两个绕组，其匝数既可以相同，也可以不同，但一般是不同的。如图2.1所示，两个绕组之间只有磁的藕合，而没有电的联系。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析与电源相连的绕组，接收交流电能，通常称为原边绕组(初级绕组)，以A,X标注其出线端;与负载相连的绕组，送出交流电能，通常称为副边绕组(次级

7、绕组)，以a,x标注其出线端。与原边绕组相关的物理量均以下标“1”来表示，与副边绕组相关的物理量均以下标“2”来表示。例如原边的匝数、电压、电动势、电流分别以N1、u1、e1、i1来表示;副边的匝数、电压、电动势、电流分别以N2、u2、e2、i2来表示。对一台降压变压器而言，原边绕组即为高压绕组，副边绕组则是低压绕组;与此相反，升压变压器的高压绕组指的是副边绕组。上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析当原边绕组接通电源，便会在铁芯中产生与电源电压同频率的交变磁通Φ。忽略漏磁，该磁通便同时与原、副边绕组相交链，藕合系数ke=1，这样的

8、变压器称为理想变压器。根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为于是可得电动势比上一页下一页返回任务1单相变压器的认识与分析若磁通、电动势均按正弦规律变化，k称为变压器的变比，也