电机与变压器课件演示文稿

➢ 2.按绕组构成分类
➢ 有双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组 变压器和自耦变压器等。
➢ 3.按铁心结构分类
➢ 有叠片式铁心、卷制式铁心和非晶合金铁 心。
➢ 4.按冷却方式分类
➢ 有干式、油浸式自冷、油浸式风冷、强迫 油循环、箱式、树脂浇注及充气式变压器 等
第二节 单相变压器的构造
➢ 一、铁心
➢ （1）同心式绕组
➢ 同心式绕组是将高、低压绕组 同心地套装在铁心柱上。小容 量单相变压器一般采用这种结 构。
➢ 同心式绕组按其绕制方法的不同 又可分为圆筒式、螺旋式和连续 式等多种。
➢ （2）交叠式绕组
➢ 又称为饼式绕组，它是将高压绕 组和低压绕组分成若干个线饼， 沿着铁心柱的高度交替排列。
➢ 交叠式绕组的主要优点是漏抗小、 机械强度好、引线方便。这种形 式的绕组主要使用在低电压、大 电流的变压器上，如电炉变压器 及电阻电电焊机变压器等。
➢ 二、变压器的分类
➢ 变压器种类很多，通常可按其用途、绕组 结构、铁心结构、相数、冷却方式等分类
➢ 1.按用途分类
➢ （1）电力变压器 用 作电能的输送与分配
➢ 按其功能不同又可分 为升压、降压、配电 变压器等。
➢ 其容量从几十千伏安 到几十万千伏安，电 压从几百伏到几百千 伏。
➢ (2)特种变压器 在 特殊场合使用的变 压器
U1 U2
E1 E2
N1 N2
Ku
K
E1 N1 E2 N2
➢ Ku—变压器的电压比，也用K表示，它是变 压器最重要的参数之一。
➢ 目前开始采用铁基、铁镍基、钴基等材料 来制作变压器的铁心，这类铁心具有体积 小，效率高、节能等优点，极有发展前途。
➢ 2、铁心的结构 ➢ 根据铁心的结构不同，变
压器可分为心式、壳式和 卷制式（C形）变压器。 ➢ 心式是在两侧的铁心柱上 放置绕组，形成绕组包围 铁心的形式。壳式是在中 间的铁心柱上放置绕组， 形成铁心包围绕组的形式。 ➢ 而卷制式铁心系用 0.35mm晶粒取向冷轧硅 钢片剪裁成一定宽度的硅 钢带后再卷制成环形，将 铁心绑扎牢固后切割成两 个“U”字形。
➢ 一次绕组加上交流电压u1后，绕组中便有电流i1通 过，在铁心中产生与同频率的交变磁通Φ，根据 电磁感应原理，将分别在两个绕组中感应出电动 势e1和e2 ，
e1 N1 t
e2
N2
t
➢ 若把负载接在二次绕组上，则在电动势e2的 作用下，有电流i2流过负载，实现了电能的 传递。
➢ 由此可知，一、二次绕组感应电动势的大 小（近似于各自的电压及）与绕组匝数成 正比，故只要改变一、二次绕组的匝数， 就可达到改变电压的目的，这就是变压器 的基本工作原理。
时穿过一、二次绕组，分别
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在其中产生感应电动势e1和 e2 ，其大小正比于主磁通变 化率。
➢ 由数学分析可以得出感应电动势e和 磁通Φ之间的关系：在相位上， e滞 后于Φ 90°；在数值上，其有效值为
E=4.44fNΦm
➢ 由此可得：E1=4.44fN1Φm
E2=4.44fN2Φm ➢ 可得：
➢ 外加交流电源电压有效值与电动势近 似相等；由于二次绕组开路，故端电 压与电动势相等。
➢ 其主要优点是重量轻， 体积小、空载损耗小、 噪声低、生产效率高、 质量稳定。
➢ 二、绕组
➢ 1、绕组的作用及材 料
➢ 变压器的线圈通常称 为绕组，它是变压器 中的电路部分，小变 压器一般用具有绝缘 的漆包线绕制而成， 对大容量变压器则用 扁铜线或扁铝线绕制。
➢ 2、绕组的结构
➢ 在变压器中，接到高压电网的 绕组称为高压绕组，接到低压 电网的绕组称为低压绕组。按 相互位置和形状不同，绕组可 分为同心式和交叠式两种。
➢ 一、变压器的基本工作原理 ➢ 图1-1所示为变压器 的工作原理示意图。 其主要部件是铁心和 绕组。两个互相绝缘 且匝数不同的绕组分 别套装在铁心上，两 绕组间只有磁的耦合 而没有电的联系。
➢ 其中接电源u1的绕组称为一次绕组（曾称为原绕 组、初级绕组）
➢ 用于接负载的绕组称为二次绕组（曾称为副绕组、 次级绕组）。
➢ 1、铁心的作用及材料 ➢ 铁心构成变压器磁路系统，
并作为变压器的机械骨架。 铁心由铁心柱和铁轭两部 分组成。铁心柱上套装变 压器绕组，铁轭起连接铁 心柱使磁路闭合的作用。 ➢ 对铁心的要求是：导磁性 能要好，磁滞损耗及涡流 损耗要尽量小。
➢ 铁心均采用0.35mm以下的硅钢片制作。
➢ 目前国产低损耗节能变压器均用冷轧晶粒 取向硅钢片，其铁损耗低，且铁心叠装系 数高（因硅钢片表面有氧化膜绝缘，不必 再涂绝缘漆）。
＋
＋
右手螺旋定则。
➢ (3)感应电动势的参考方向 由 u e 交变磁通Φ产生的感应电动势
e ，其参考方向与产生该磁通 － － 的电流参考方向一致
➢ 按照参考方向列出的电磁感 应定律方程为
e N
➢ 空载时，在外加交流电压u1
t
作用下，一次绕组中通过的
电流称为空载电流i0 ，在电 流i0 作用下，铁心中产生交 变磁通Φ（称为主磁通）同
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第一章 变压器原理
➢ 第一节 变压器的工作原理及分类
➢ 变压器是一种常见的静止电气设备，它利 用电磁感应原理，将某一数值的交变电压 变换为同频率的另一数值的交变电压。
➢ 变压器不仅对电力系统中的电能的传输、 分配和安全使用有重要意义，而且广泛应 用于电气控制、电子技术、测试技术及焊 接技术等领域。
第三节 单相变压器的运行原理
➢ 一、变压器的空载运 行
➢ 变压器一次绕组接在 额定频率和额定电压 的电网上，而二次绕 组开路，即I2=0的工 作方式称为变压器的 空载运行。
➢ (1)电压的参考方向 在同一支
路中，电压参考方向与电流
Φ
参考方向一致。
➢ (2)磁通的参考方向 磁通的参
i
考方向与电流参考方向符合
➢ 如作为焊接电源的 电焊变压器、电炉 变压器、整流变压 器等
➢ （3）仪用变压器 用于电工测量中， 如电流互感器、电 压互感器等。
➢ （4）控制变压 器
➢ 用于小功率电 源系统和自动 控制系统。如 电源变压器、 输入、输出变 压器、脉冲变 压器等。
➢ （5）其他变压器
➢ 如试验用的高压变压器；输出电压可调的 调压变压器；产生脉冲信号的脉冲变压器； 压力传感器中的差动变压器。