电机与拖动（第2版）教学课件作者程龙泉第4章.pptx

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1、第4章变压器4.1变压器原理、结构及分类4.2单相变压器4.3三相变压器4.4变压器参数的测定4.5变压器运行特性4.6特殊变压器本章小结4.1变压器原理、结构及分类4.1.1变压器基本原理变压器是根据电磁感应原理而制成的，它是将一种等级的交流电压和电流变换成频率相同的另一种或几种等级的交流电压和交流电流的静止电气设备。电力变压器主要是由一个闭合铁芯作为主磁路和两个匝数不同而又相互绝缘的线圈（绕组）作为电路组合而成，如图4-1所示。下一页返回4.1变压器原理、结构及分类其中，一个绕组接到交流电源上，称为原绕组（初级绕组），其匝数用N1表示；另一个绕组接到负载上，称为副绕组（次级绕组），其匝

2、数用N2表示。当原绕组N1外加交流电压时，便有一电流流过原绕组，并在铁芯产生频率与外加电压频率相同的交变磁通Φ。Φ同时交链原、副绕组而产生感应电动势e1和e2，其大小与绕组匝数成正比，因此只要改变原、副绕组的匝数，便可达到改变电压的目的。副绕组上的电动势便可向负载（ZL）供电，从而实现电能的传递。上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类4.1.2变压器的结构变压器的结构如图4-2所示，它主要由铁芯和原、副绕组组成。1.铁芯铁芯既是变压器的主磁路，又是支撑绕组的骨架。它一般采用高导磁的厚度为0.35mm或0.5mm两面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。目前，低损耗节能变压器采用晶粒取向冷轧硅钢片，

3、其表面不必涂绝缘漆，而是利用氧化膜绝缘。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成，如图4-3所示。上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类根据变压器结构形式的不同，其铁芯的结构可分为壳式和心式两类。壳式结构的特点是铁芯包围绕组的顶面、底面和侧面，如图4-4（a）所示。壳式铁芯的机械强度好，散热性能好，一般用于电子线路中。心式结构的特点是绕组包围铁芯，如图4-4（b）所示。由于铁芯结构简单，绕组套装和绝缘比较容易处理，因此广泛用于电力变压器中。常见变压器铁芯形式如图4-5所示。上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类2.绕组绕组是变压器的电路部分，它由铜线或铝线绕制而成。按高、低压绕组在铁芯柱上

4、的排列方式，可分为同心式绕组和交叠式绕组两类。1）同心式绕组同心式绕组的高、低压绕组同心地套在同一铁芯柱上，如图4-6所示。同心式绕组按绕制的方法不同又可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等多种形式。上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类2）交叠式绕组交叠式绕组又称饼式绕组，它是将高、低压绕组分成若干个线饼沿铁芯柱交替排列，为了取得更好的绝缘效果，最上层和最下层为低压绕组，如图4-7所示。3.油箱和变压器油油箱由钢板冲压焊接而成矩形或椭圆形。变压器放置在盛满变压器油的油箱里。变压器油是从石油中提炼出来的矿物油，起冷却、绝缘作用，用作冷却介质和绝缘介质，因此，变压器油须满足较高的要求，

5、应不含有酸、碱、硫、灰尘、杂质及水分，若油内含0.004%的水分，绝缘将降低50%。上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类4.储油柜在变压器油箱上装有一个储油柜，通过连接管与油箱接通，储油柜内油面高度随油箱内变压器油热胀冷缩，以保证油箱内的油始终是充满的。另外储油柜上还装有油标、吸湿器等。5.气体继电器和安全气道气体继电器安装在储油柜与油箱之间的连通管内，是变压器内部发生故障时的保护装置，如图4-8（a）所示。6.导管和调压装置导管是变压器绕组的引出线，从油箱内部引到油箱外部，绝缘导管由瓷质的绝缘导筒和导电杆构成，导管外形做成多级伞形，级数越多，耐压越高，如图4-8（b）所示。上一页

6、下一页返回4.1变压器原理、结构及分类4.1.3变压器的额定值每一台变压器出厂时，油箱上都钉有一块铭牌，制造厂在铭牌上标出了变压器的额定值，如图4-9所示。1.型号上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类2.额定容量SN（kV·A）额定容量是指额定运行时，变压器输出能力（视在功率）的保证值；对于三相变压器，是指三相容量之和。由于变压器效率很高，原、副边容量可认为相等。3.额定电压U1N，U2N（kV）U1N是指变压器额定运行时，根据绝缘强度和散热条件，规定加于原绕组的端电压；U2N是指原边加额定正弦交流电压时，副边的空载电压U20，即U2N=U20。在三相变压器中，额定电压是指线电压。

7、4.额定电流I1N，I2N（A）额定电流是指根据绝缘和发热要求长期允许通过的电流。对于三相变压器，额定电流是指线电流。上一页下一页返回4.1变压器原理、结构及分类4.1.4变压器的分类变压器可以按照用途、结构、冷却方式和相数分类。按照用途，变压器可分为：（1）电力变压器，主要用于输电、配电和用电部门，在变压器产品中占有很大的比例；（2）特种变压器，如整流变压器、电炉变压器、电焊变压器、试验用高压变压器和调压器；（3）仪用