§1-3 變壓器的原理

茂名市高級(jí)技工學(xué)校文化理論課教案編號(hào)：QD-0707-03 流水號(hào):科 目電機(jī)與變壓器授課班級(jí)17農(nóng)機(jī)電授課日期2018.3章節(jié)第一章第3節(jié)課題變壓器的原理授課方式講授法授課時(shí)數(shù)2節(jié)授課類(lèi)型作業(yè)理論 題數(shù)教學(xué)目的1.通過(guò)教學(xué)使學(xué)生掌握變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的各種關(guān)系教具準(zhǔn)備教學(xué)重點(diǎn)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況、電壓平衡關(guān)系、等效電路等變壓器繞組的折算教學(xué)難點(diǎn)變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的物理情況、電壓平衡關(guān)系、等效電路等教學(xué)后記備注授課教師：楊正強(qiáng) 備課日期：2018年3月12日審批： 日期：年月曰第1頁(yè)共8頁(yè)教學(xué)過(guò)程、教學(xué)回顧及導(dǎo)入課題教學(xué)過(guò)程、教學(xué)回顧及導(dǎo)入課題1、 掌握變壓器的定義、用途和分類(lèi)；2、 了解變壓器的結(jié)構(gòu)，會(huì)分析實(shí)際變壓器結(jié)構(gòu)特點(diǎn);3、 培養(yǎng)學(xué)習(xí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。二、新課講授§1—3變壓器的原理一、變壓器的空載運(yùn)行變壓器空載運(yùn)行一一變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開(kāi)路的工作狀態(tài)。理想變壓器空載運(yùn)行理想空載變壓器的空載運(yùn)行原理圖（1） 空載電流i0理想變壓器的空載電流主要產(chǎn)生鐵心中磁通，所以空載電流也稱(chēng)為空載勵(lì)磁電流，是無(wú)功電流。（2） 電壓和感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系U1=-E U2=E2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E=4.44fN0mU=E；即U=E=4.44fN①m1 1 1 1變壓比E7N2Uq實(shí)際變壓器空載運(yùn)行實(shí)際變壓器一次繞組存在電阻r1,當(dāng)一次繞組有空載電流流過(guò)時(shí)，會(huì)在該電阻上產(chǎn)生電壓降u°r1。實(shí)際變壓器(有漏磁)空載運(yùn)行圖空載電流產(chǎn)生的磁通分為兩部分，其中大部分磁通通過(guò)鐵心交鏈一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組，該磁通稱(chēng)為主磁通，它在一次側(cè)繞組和二次側(cè)繞組中分別感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)e1和馬；另一小部分磁通只通過(guò)一次側(cè)繞組周?chē)目臻g形成閉路，稱(chēng)為漏磁通，僅占主磁通的0.25%左右，它在一次側(cè)線(xiàn)圈中產(chǎn)生漏抗電動(dòng)勢(shì)es1。鐵耗一一鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。實(shí)際變壓器電壓方程為：u.2=e2二、變壓器的負(fù)載運(yùn)行1U1。1U2。1U1。1U2。Wi單相變壓器負(fù)載運(yùn)行實(shí)驗(yàn)圖單相變壓器負(fù)載運(yùn)行接線(xiàn)圖單相變壓器負(fù)載運(yùn)行實(shí)驗(yàn)圖單相變壓器負(fù)載運(yùn)行接線(xiàn)圖單相變壓器負(fù)載運(yùn)行圖磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式為 N1^+N21=N1^由于變壓器的空載電流I0很小，特別是在變壓器接近滿(mǎn)載時(shí)，I0基本上可以忽略不計(jì)，于是可得變壓器一、二次繞組磁動(dòng)勢(shì)的有效值關(guān)系為N]ij+N2。&0變壓器變比:【圖同上：變壓器一、二次繞組中的電流與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即變壓器也有變換電流的作用，且電流的大小與匝數(shù)成反比?！?/p>

2.電壓方程式一次繞組的電壓方程為：E一瓦+1西二次繞組的電壓方程為：u2=e2-i2z^二次繞組的端電壓對(duì)外應(yīng)等于次級(jí)電流在負(fù)載阻抗上的電壓降，即:U2=i2ZL阻抗變換公式:變壓器的阻抗變換作用阻抗變換公式:U1=KU2=K2U2TH~K T^變壓器的外特性變壓器的外特性是用來(lái)描述輸出電壓U2隨負(fù)載電流I2的變化而變化的情況。當(dāng)一次繞組電壓U1和負(fù)載的功率因數(shù)cos02一定時(shí)，二次繞組電壓U2與負(fù)載電流I2的關(guān)系，稱(chēng)為變壓器的外特性。電壓調(diào)整率一般情況下，變壓器的負(fù)載大多數(shù)是感性負(fù)載，因而當(dāng)負(fù)載增加時(shí)，輸出電壓U2總是下降的，其下降的程度常用電壓變化率來(lái)描述。當(dāng)變壓器從空載到額定負(fù)載（i2=i2N）運(yùn)行時(shí)，二次繞組輸出電壓的變化值△U與空載電壓（額定電壓）U2N之比的百分值就稱(chēng)為變壓器的電壓調(diào)整率，用△U來(lái)表示。X10（）%=告X100%一般情況下照明電源電壓波動(dòng)不超過(guò)±5%，動(dòng)力電源電壓波動(dòng)不超過(guò)-5%~10%。變壓器的損耗及效率（1） 鐵損耗PFe變壓器的鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗兩部分?；捐F損耗包括鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，它決定于鐵心中的磁通密度的大小、磁通交變的頻率和硅鋼片的質(zhì)量等。附加損耗則包括鐵心疊片間因絕緣損傷而產(chǎn)生的局部渦流損耗、主磁通在變壓器鐵心以外的結(jié)構(gòu)部件中引起的渦流損耗等，附加損耗約為基本損耗的15%?20%左右。變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源電壓大小有關(guān)，而與負(fù)載電流的大小無(wú)關(guān)。當(dāng)電源電壓一定時(shí)，鐵心中的磁通基本不變，故鐵損耗也就基本不變，因此鐵損耗又稱(chēng)“不變損耗”?！篎eXP｛）（2） 銅損耗PCu變壓器的銅損耗也分為基本銅損耗和附加銅損耗兩部分?；俱~損耗是由電流在一次、二次繞組電阻上產(chǎn)生的損耗，而附加銅損耗是指由漏磁通產(chǎn)-6-生的集膚效應(yīng)使電流在導(dǎo)體內(nèi)分布不均勻而產(chǎn)生的額外損耗。附加銅損耗約占基本銅損耗的3%?20%。在變壓器中銅損耗與負(fù)載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱(chēng)為“可變損耗”。Pcu=(j8)2PCuN=(/?)2PK效率變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比稱(chēng)為變壓器的效率〃，即n=P2X100%=P2x100%= P2 x100%P P+AP P+P+P1 2 2cuFe由于變壓器沒(méi)有旋轉(zhuǎn)的部件，不像電機(jī)那樣有機(jī)械損耗存在，因此變壓器的效率一般都比較高，中小型電力變壓器效率在95%以上，大型電力變壓器效率可達(dá)99%以上。實(shí)用公式(單相、三相均可用)