电机及拖动应用技术教学课件作者门保全项目5.ppt

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1、项目5变压器的认识任务1变压器的基本知识任务2变压器的运行分析任务3三相变压器任务4其他常用变压器返回任务1变压器的基本知识5.1.1变压器的基本工作原理因为变压器的理论基础就是法拉第电磁感应原理，所以，其主要部件就由铁芯和套在铁芯上的两个或多个绕组(线圈)组成，如图5.1所示。接电网的绕组(线圈)称为变压器的一次绕组(原线圈、一次侧)，接负载的绕组称为二次绕组(副线圈、二次侧)。变压器的一次侧接至交流电网上，在电源电压的作用下，一次绕组中就产生交变的交流电流，该电流周围产生交变的磁场，根据铁芯的构成形状，绕组内部的磁通

2、同时交链于一次绕组和二次绕组。该交变的磁场变化时，在两侧绕组的两端分别产生电磁感应并形成感应电动势E1和E2。下一页返回任务1变压器的基本知识当二次侧接有负载时，电能便通过变压器从电网传递到负载。设变压器工作时的主磁通用Φ0表示，用右下角标“1”“2”的方法来区分变压器一次侧和二次侧的各电磁量,N表示匝数，e表示感应电动势，u表示电压，则由电磁感应定律可得:所以，有效值之间的关系式为:上一页下一页返回任务1变压器的基本知识可见，变压器变压的本质就是:要想改变变压器二次侧的电压，只需改变绕组的匝数比。5.1.2变压器的分类

3、变压器的分类方式很多，按照不同的分类标准对变压器进行分类，自然也就可以得到不同的分类结果。按照功能来分，有升压变压器、降压变压器、联络变压器和配电变压器几种。按照相数来分，有单相变压器和三相变压器。按照用途来分，有电力变压器和特种变压器两种。上一页下一页返回任务1变压器的基本知识按照容量来分，10~630kV·A的称为小型变压器，800~6300kV·A的称为中型变压器，8000~63000kV·A的称为大型变压器，容量超过90000kV·A以上的称为特大型变压器。按照结构来分，有心式(绕组包围铁芯)和壳式(铁芯包围绕组

4、)两种变压器，见图5.2和图5.3。按照绕组数来分，常见的有单绕组(自耦变压器)、双绕组和三绕组变压器。按照冷却介质来分，有油浸变压器、充气式冷却变压器和干式变压器(靠空气对流进行冷却)。按照冷却方式来分，有自冷式变压器、风冷式变压器、水冷式变压器和强制油冷式压器。上一页下一页返回任务1变压器的基本知识5.1.3变压器的基本结构因为变压器是靠电磁感应原理工作的，所以，磁路系统—铁芯和电路系统—绕组是变压器的两大主要构成部分，两者合称变压器的器身;除此之外，还有绝缘结构、油箱和其他附件。油浸式电力变压器的结构如图5.4所示

5、。5.1.3.1磁路系统—铁芯铁芯在变压器中主要作为主磁通的路径(称为主磁路)，同时还起着支撑绕组的作用。铁芯分为铁芯柱和铁轭两部分，铁芯柱上套有绕组，铁轭主要是连接铁芯柱，起到闭合磁路的作用。为了减小铁芯中的磁滞和涡流带来的损耗，铁芯一般用导磁性能良好的硅钢片叠制而成，厚度为0.35mm或0.5mm，并且两面都涂有绝缘漆。上一页下一页返回任务1变压器的基本知识为了减小接缝处的气隙，从而减小励磁电流构成铁芯柱及铁轭的硅钢片一般是层层之间交错重叠，互相错开，如图5.5所示。另外，铁芯截面的形状也根据变压器的容量不同而有所区

6、别:小容量变压器的铁芯截面多采用正方形或矩形，大容量变压器的铁芯截面大多采用阶梯状，这样能够更好地利用线圈内的空间。在大容量的变压器中，铁芯柱和铁轭的尺寸都很大，为保证变压器工作时铁芯内部能够可靠地冷却，在叠片间留有油道，其方向与硅钢片的方向平行(称纵向油道)或垂直(称横向油道)。随着技术的发展，近几年又出现了一种叫渐开线式的铁芯。其结构仍是由铁芯柱和铁轭两部分组成，只是其铁芯柱是由专门的成型机辊压成渐开线型，然后装成渐开线式铁芯的变压器。上一页下一页返回任务1变压器的基本知识其三相铁芯柱呈等边三角形分布，铁轭是由钢带卷

7、制成环形。该变压器的主要优点是节省材料，结构简单，便于标准化、通用化;主要缺点是由于铁轭与铁芯柱的截面是阶梯形的，大容量变压器的级数多，如图5.6所示。5.1.3.2电路系统—绕组作为变压器电路部分的绕组，一般是由绝缘铝线或铜线所绕制而成，近些年来，也有用铝箔绕制而成的。为了使绕组机械性能良好、便于制造且受力均匀，绕组一般都做成圆形端截面。变压器工作时，工作电压高的绕组称为高压绕组，工作电压低的则称为低压绕组。上一页下一页返回任务1变压器的基本知识根据高低压绕组在铁芯柱上不同的排列方式，有交叠式和同心式两种。前者的高低压

8、绕组做成饼式，交替地套在铁芯柱上，并且高低压绕组之间的间隙大，绝缘复杂，主要用于特殊变压器中。后者是低压绕组在内、高压绕组在外，同心地套在铁芯柱上，这样便于绝缘。但对大容量、大电流、低电压的变压器而言，由于制作工艺的限制，则采用低压绕组在外而高压绕组在内的方式，并且在高低压绕组之间留有油道，这样既有利于绕组的散热，又