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1、变压器的运行与应用电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器案例一：市电如何给案例一：市电如何给24V小灯泡供电？小灯泡供电？我我们们国家民用国家民用统统一供一供电电均均为为220V，那么如何使，那么如何使额额定定电压电压不是不是220V的的电电器器设备设备正常工作呢？正常工作呢？变压变压器就是器就是变变更沟通更沟通电压电压的的设备设备电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器案例二案例二 电能如何传输的？电能如何传输的？升升压压变变压压器器远远 距距 离离 输输 电电降降压压变变压压器器10 kV10 kV6 kV380 V220 V110 kV、220 kV330 kV、500kV电电机与机与
2、电电气控制气控制变压变压器器概概 述述电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器电力变压器概概 述述电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器电子变压器干式变压器电源变压器概概 述述电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器三相变压器三相变压器概概 述述电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器 变压器是一种利用电磁感应原理工作，变压器是一种利用电磁感应原理工作，将一种电压等级的沟通电能变换成同频率的将一种电压等级的沟通电能变换成同频率的另一种电压等级的沟通电能的静止的电机。另一种电压等级的沟通电能的静止的电机。一、变压器的定义一、变压器的定义概概 述述电电机与
3、机与电电气控制气控制变压变压器器变电压变电压：电电力系力系统统 变变阻抗：阻抗：电电子子电电路中的阻抗匹配路中的阻抗匹配变电变电流：流：电电流互感器流互感器 二、变压器的功能二、变压器的功能概概 述述电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器 按用途分按用途分电力变压器电力变压器仪用变压器仪用变压器 整流变压器整流变压器 按相数分按相数分三相变压器三相变压器 单相变压器单相变压器 三、变压器的分类三、变压器的分类按结构分按结构分双绕组变压器双绕组变压器 三三绕组变压绕组变压器、器、自耦自耦变压变压器、器、按冷却方式：按冷却方式：干式干式油浸式油浸式 概概
4、 述述变压变压器的器的结结构和工作原理构和工作原理电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器 1.单单相相变压变压器的器的结结构构 2.变压变压器的基本工作原理器的基本工作原理 3.变压变压器的空器的空载载运行运行 4.变压变压器的器的负载负载运行运行 变压器的相识变压器的相识变压器的相识变压器的相识电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器一、结构一、结构主要部件：主要部件：铁心和套在铁心上的绕组。铁心和套在铁心上的绕组。特点：特点：两绕组只有磁耦合没电联系。两绕组只有磁耦合没电联系。接接电电源源接接负载负载电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器1、铁心、铁心一、结构一、结构 主要部件：主要部
5、件：铁心和套在铁心上的绕组。铁心和套在铁心上的绕组。特特 点：点：两绕组只有磁耦合没电联系。两绕组只有磁耦合没电联系。既是磁路，也是套装绕组的骨架，由铁心既是磁路，也是套装绕组的骨架，由铁心柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）柱（套有绕组）和铁轭（形成闭合磁路）由由0.350.5mm厚硅钢片叠成厚硅钢片叠成心式和壳式，电力变压器主要专心式心式和壳式，电力变压器主要专心式（3）分类：）分类：（1）作用：）作用：（2）材料：）材料：电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器一、结构一、结构1、铁心、铁心-心式心式2、铁心、铁心-壳式壳式电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器一、结构一、结构心式心式
6、壳式壳式电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器2、绕组、绕组 主要部件：主要部件：铁心和套在铁心上的绕组。铁心和套在铁心上的绕组。特点：特点：两绕组只有磁耦合没电联系。两绕组只有磁耦合没电联系。（1）作用：）作用：变压器的电路部分变压器的电路部分（2）材料：）材料：一般用绝缘铜线或铝线（扁线或圆线）一般用绝缘铜线或铝线（扁线或圆线）绕制而成，也称线圈。绕制而成，也称线圈。（3）分类：）分类：一、结构一、结构一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组高压绕组高压绕组低压绕组低压绕组电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器一次一次侧侧接接电电源源二次二次侧侧接接负载负载 如下图所示有两组：一个绕组与电源相
7、连，称为如下图所示有两组：一个绕组与电源相连，称为一次绕组一次绕组（或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另一个绕组与负（或原绕组），这一侧称为一次侧（或原边）；另一个绕组与负载相连，称为载相连，称为二次绕组二次绕组（或副绕组），这一侧称为二次侧（或副（或副绕组），这一侧称为二次侧（或副边）。边）。一、结构一、结构电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器一次一次绕组绕组 二次二次绕组绕组 1、一次、一次侧绕组侧绕组通沟通沟通通电电。主要部件：主要部件：铁心和绕组。铁心和绕组。特点：特点：两绕组只有磁耦合没电联系。两绕组只有磁耦合没电联系。二、单相变压器的基本工作原理二、单相变压器的基本工作原
8、理2、产产生交生交变变的磁的磁场场。3、由、由电电磁感磁感应应定律定律可知，交可知，交变变磁通在一磁通在一次、二次次、二次绕组绕组中都会中都会产产生交生交变变感感应电动势应电动势。4、二次、二次绕组绕组向外向外电电路供路供电电。电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器留意留意1、变压变压器只适用于沟通器只适用于沟通电电路。路。2、它的作用是、它的作用是传递电传递电能，而不能能，而不能产产生生电电能。能。二、单相变压器的基本工作原理二、单相变压器的基本工作原理1、磁通有、磁通有变变更量更量2、一、二次、一、二次绕组绕组的匝数不同，就能的匝数不同，就能变电压变电压。只要：只要：电电机与机与电电气控
9、制气控制变压变压器器三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行 一次绕组加额定电压，二次绕组开路、负载电流为零时的一次绕组加额定电压，二次绕组开路、负载电流为零时的运行状况，称为变压器的空载运行。运行状况，称为变压器的空载运行。1、电磁关系分析、电磁关系分析0e1e2e1u1u2i0 i0很小称为空载电流1i2=0i2=0电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行0e1e2e1u1u2i0i2=011、电磁关系分析、电磁关系分析主、漏磁通的区分主、漏磁通的区分性质上性质上0与与I0成非线性关系，成非线性关系，1与与I0成线性关系；成线性关系；数量上数量上主主
10、：99%以上，以上，漏：漏：1%以下；以下；作用上作用上主：主：起传递能量的作用，起传递能量的作用，漏：漏：起漏抗压降作用。起漏抗压降作用。电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器设设 0=m sint，则则2、感应电势、感应电势主磁通的感应电势主磁通的感应电势三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行有效值：有效值：相量相量:结论：当主磁通按正弦规律变更时，结论：当主磁通按正弦规律变更时，所产生的一次主电动势也按正弦规律所产生的一次主电动势也按正弦规律变更，相位上滞后主磁通变更，相位上滞后主磁通 。电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器同理：同理：2、感应电势、感应电势主磁通的感应电势主磁通
11、的感应电势有效值：有效值：三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行相量相量:电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行3、变比、变比二次绕组：二次绕组：一次绕组：一次绕组：一、二次一、二次绕组电压绕组电压方程方程空载时，I2=0因此：因此：因此：因此：电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器3、变比、变比三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行电压电压与与电动势电动势关系关系变变比比 k 称称为变压为变压器的器的变变比。比。结论结论：1、一二次、一二次绕组绕组的的电压电压与与绕组绕组的匝数成正比。的匝数成正比。2、变变更匝数比，就能更匝数比，就能变变更更输
12、输出出电压电压。电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器 可见，影响主磁通 大小的因素有电源电压 、电源频率 和一次侧线圈匝数 。三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行 对于一台变压器而言对于一台变压器而言 和和 不变不变,所以所以 的的大小取决于大小取决于电源电压 ，只要，只要 保持不变，由空保持不变，由空载到负载，载到负载，基本不变，这叫做恒磁通。基本不变，这叫做恒磁通。恒磁通原理恒磁通原理电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器空空载电载电流流4、空载电流和空载损耗、空载电流和空载损耗三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行 空空载电载电流一般只占流一般只占额额定定电电流的（流的（21
13、0），而），而Id10I0，因此，因此I0Iq，所以，所以空空载电载电流流I0主要用来建立主主要用来建立主磁通磁通，称作励磁，称作励磁电电流。流。作用与作用与组组成成 即：即：性性质质和大小和大小产生主磁通产生主磁通无功重量无功重量Iq补偿变压器的空载损耗补偿变压器的空载损耗有功重量有功重量Id：不消耗功率：不消耗功率：消耗功率：消耗功率电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器空空载损载损耗耗 变压变压器空器空载时载时没有没有输输出功率，一次出功率，一次绕组绕组从从电电源中源中吸取了少量的吸取了少量的电电功率功率p0，都消耗在其内部，称都消耗在其内部，称为为空空载损载损耗耗。三、三、变压器的空
14、载运行变压器的空载运行4、空载电流和空载损耗、空载电流和空载损耗故可故可认为变压认为变压器的空器的空载损载损耗就是耗就是变压变压器的器的铁铁心心损损耗。耗。它用来它用来补偿铁补偿铁心中的心中的铁损铁损耗耗pFe和极少量的和极少量的绕组绕组铜损铜损耗耗pCu。由于。由于I0和和线线圈圈电电阻阻r1很小，因而空很小，因而空载载损损耗可近似等于耗可近似等于铁损铁损耗。耗。电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器2、空、空载电载电流越小，主要作用是建立主磁通，又称励磁流越小，主要作用是建立主磁通，又称励磁电电流。流。1、感、感应电动势应电动势E的大小与的大小与电电源源频频率率f、绕组绕组匝数匝数N及及
15、铁铁心中主磁心中主磁通的最大通的最大值值m 成正比，在相位上滞后成正比，在相位上滞后产产生它的主磁通生它的主磁通90度。而度。而主磁通的大小由主磁通的大小由电电源源电压电压、电电源源频频率和一次率和一次线线圈匝数确定，与磁圈匝数确定，与磁路所用材料的性路所用材料的性质质及几何尺寸基本无关。及几何尺寸基本无关。三、三、变压器的空载运行变压器的空载运行电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器 变压变压器一次器一次绕组绕组接在接在额额定定频频率、率、额额定定电压电压的沟通的沟通电电源上，二次源上，二次绕组绕组接上接上负载负载的运行状的运行状态态，称，称为负载为负载运行。运行。四、四、变压器的负载运行
16、变压器的负载运行电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器1、电电磁关系磁关系0四、四、变压器的负载运行变压器的负载运行电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器2、磁、磁势势平衡方程平衡方程 依据恒磁通原理，由空依据恒磁通原理，由空载载到到负载负载运行，主磁通基运行，主磁通基本不本不变变，因此有磁，因此有磁势势平衡方程：平衡方程：即即：四、四、变压器的负载运行变压器的负载运行3、变变流流I1=I2 N2N1忽忽视视I0，则则大小关系：大小关系：相位关系：相位关系：I1与与 I2 相位相反。相位相反。I1 I2 N2 N1=1 k=电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器大小关系：大小关系：I1
17、I2 N2 N1=相位关系：相位关系：I1与与 I2 相位相反。相位相反。1 k=结论结论：1、一二次、一二次绕组绕组的的电电流大小与匝数成反比。流大小与匝数成反比。2、变变更匝数比，就能更匝数比，就能变变更更输输出出电电流。流。四、四、变压器的负载运行变压器的负载运行3、变变流流电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器由图可知：由图可知：由图可知：由图可知：结论：结论：变压器一次变压器一次侧的等效阻抗模，侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载为二次侧所带负载的阻抗模的的阻抗模的K 2 倍。倍。+五、变压器的阻抗变换作用五、变压器的阻抗变换作用电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器由图可知：由图可
18、知：由图可知：由图可知：+五、变压器的阻抗变换作用五、变压器的阻抗变换作用变压变压器的阻抗器的阻抗变换变换作用常用于作用常用于电电子子电电路中，解决路中，解决电电路的阻抗匹配路的阻抗匹配问题问题。电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器 低低压压照照明明变变压压器器一一次次绕绕组组匝匝数数N1=1210匝匝，一一次次绕绕组组电电压压U1=220V，现现要要求求二二次次绕绕组组输输出出电电压压U2=36V，求求二二次次绕绕组组匝匝数数N2及及变变比比K。例例1：解：解：电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器例例2：（2）此变压器一次绕组的匝数是）此变压器一次绕组的匝数是825匝，求二次绕匝，求
19、二次绕组的匝数是多少？组的匝数是多少？（3）二次侧灯泡点亮时，变压器一次、二次绕组中）二次侧灯泡点亮时，变压器一次、二次绕组中的电流各为多少？的电流各为多少？现现有三种有三种规规格的白格的白炽炽灯：灯：36V/500W，36V/60W，220V/60W，另有一台，另有一台额额定容量定容量SN=300V.A、电压为电压为 220V36 V的的变压变压器，器，问问：（1）上述三种白炽灯中，哪种可以接在该变压器的）上述三种白炽灯中，哪种可以接在该变压器的二次侧运用？最多能接这种规格的白炽灯几个？二次侧运用？最多能接这种规格的白炽灯几个？电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器 则则一次一次绕组电绕组电流流 解：解：（1）（3）灯泡点亮灯泡点亮时时，变压变压器二次器二次绕组电绕组电流流例例2：36V/60W，5个个（2）电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器例例3：分析：分析：最大功率最大功率输输出的条件：出的条件：电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器例例3：分析：分析：最大功率最大功率输输出的条件：出的条件：电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器例例3：电电机与机与电电气控制气控制变压变压器器