電機(jī)拖動與電氣控制 第2版 教案 1.4其他常用變壓器

電機(jī)拖動與電氣控制課程教案章節(jié)名稱第1章變壓器1.4其他變壓器授課時數(shù)2授課形式教學(xué)目標(biāo)1.知識目標(biāo):

*掌握自耦變壓器的結(jié)構(gòu)特點、電壓關(guān)系及工程應(yīng)用場景。*理解電流互感器（CT）與電壓互感器（PT）的工作原理、誤差來源及接線規(guī)范。*熟悉電焊變壓器的陡降外特性、電流調(diào)節(jié)方法及電弧穩(wěn)定性控制原理。2.能力目標(biāo):

*能分析自耦變壓器與雙繞組變壓器的效率差異及經(jīng)濟(jì)性對比。*具備正確使用儀用互感器進(jìn)行高電壓、大電流測量的操作技能。*能設(shè)計電焊變壓器的簡易電流調(diào)節(jié)電路并分析負(fù)載特性。3.素質(zhì)目標(biāo):

*強(qiáng)化電氣安全操作意識（如互感器二次側(cè)開路/短路危害）。*培養(yǎng)工程實踐思維（特種變壓器的選型與調(diào)試）。*提升創(chuàng)新意識（新型互感器在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用）。*培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的學(xué)習(xí)態(tài)度和科學(xué)探究精神。

*提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。

*增強(qiáng)學(xué)生的實踐意識和團(tuán)隊合作精神。教學(xué)重點難點1.教學(xué)重點:

*自耦變壓器的等效容量計算與功率傳遞關(guān)系。*電流互感器的變比誤差、相位誤差及10%誤差曲線。*電焊變壓器的陡降外特性實現(xiàn)原理（串聯(lián)電抗器/磁分路法）。2.教學(xué)難點:

*自耦變壓器一、二次側(cè)共用繞組的電氣隔離風(fēng)險分析。*電壓互感器的鐵磁諧振現(xiàn)象及抑制措施。*電焊變壓器動態(tài)負(fù)載下電弧穩(wěn)定性與電流波動的關(guān)聯(lián)機(jī)制。教學(xué)內(nèi)容1.自耦變壓器結(jié)構(gòu)與原理單繞組設(shè)計：公共繞組（低壓側(cè)）與串聯(lián)繞組（高壓側(cè)）的電壓關(guān)系U1/U2=(N1+N2)/N2等效容量計算：S等效=(1?1/k)S額定（k為變比）。工程應(yīng)用與限制優(yōu)勢：體積小、成本低（適用于變比接近1的場合，如電機(jī)降壓啟動）。風(fēng)險：高低壓側(cè)直接電氣連接導(dǎo)致絕緣要求提高。教學(xué)方式：實物拆解對比（自耦變壓器vs雙繞組變壓器）+效率計算案例。2.儀用互感器電流互感器（CT）工作原理：二次側(cè)額定電流5A/1A，嚴(yán)禁開路（避免高壓危險）。誤差分析：勵磁電流引起的比差與角差（精度等級0.2/0.5/10P）。電壓互感器（PT）工作原理：二次側(cè)額定電壓100V，嚴(yán)禁短路（采用熔斷器保護(hù)）。鐵磁諧振案例：中性點不接地系統(tǒng)PT飽和引發(fā)的過電壓。教學(xué)方式：Multisim仿真CT二次側(cè)開路電壓波形+PT諧振抑制實驗。3.電焊變壓器外特性與電流調(diào)節(jié)陡降特性：負(fù)載短路時電流穩(wěn)定（電弧電壓20-30V）。調(diào)節(jié)方法：移動鐵芯（磁分路）或調(diào)節(jié)電抗器氣隙。電弧穩(wěn)定性控制動態(tài)阻抗匹配：焊接過程中弧長變化對電流的影響。高頻引弧技術(shù)（可選內(nèi)容）：非接觸式起弧的現(xiàn)代焊機(jī)應(yīng)用。教學(xué)方式：焊接電流調(diào)節(jié)實驗（記錄電流-電壓曲線）+電弧穩(wěn)定性視頻分析。課外拓展1.前沿技術(shù)電子式互感器：羅氏線圈與光學(xué)電流互感器（OCT）在智能變電站的應(yīng)用。數(shù)字化電焊電源：IGBT逆變技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)焊接控制。2.行業(yè)應(yīng)用自耦變壓器：城市軌道交通牽引供電