变压器的选择与使用38页PPT

电机控制系统的 安装调试与维修
——变压器的选择与使用
电子课件
变压器(transformer)的选择与使用
教学目的：各种变压器的结构、原理、计算、用途 能力目标：
1、能计算变压器的各种参数 2、能根据负载要求选择电力变压器 3、能根据负载要求选择特殊变压器
知识目标：
1、了解各种变压器的结构 2、熟悉各种变压器的工作原理 3、掌握各种变压器的基本计算
（2）此变压器一次绕组的匝数是825匝，求二次绕组的匝 数是多少？
（3）二次侧灯泡点亮时，变压器一次、二次绕组中的电流各 为多少？
解：（1） 36V/60W， 5个
（2）
（3）灯泡点亮时，变压器二次绕组电流
I25U P2 536608.33A
则一次绕组电流 I1I2N N1 28.3 31 83 25 51.36 A
二、变压器的基本结构和工作原理
1、 变压器的基本结构
原 线圈
由硅钢 片叠压 而成
副 线圈
接 电源
变压器一 次侧绕组 （原线圈 ）
闭 合铁 芯
由铜或铝 导线绕成
接 负载
变压器二次 侧绕组 （副线圈）
铁心
磁路/绕组的支撑骨架
绕组(线圈) 电路
变压器图 形符号
Tr
变压器是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的“静止”电气设备 。变压器在传递电能的过程中频率不变。
2、变压器的工作原理
（1）电压变换作用
Φ
i0 u1 e1
+
N1N2
S
a u20
x
x
|ZL|
变压器原、副边电压 与感应电压的关系为：
U1 E1 4.44fN1m U2 E2 4.44fN2m
变压器原、副边电压
变压器的一次侧接电源，二次侧开路(空载)
与感应电压的关系为：
变压器空载时原边有电流 i0(很小)，在 铁心磁路中产生 磁通φ，当φ穿过两线
KN1 R0 80010
N2 RL
8
实例1：
某机床控制电路电压为48V，控制电路的负载（各种 继电器、接触器）为40W，功率因数0.8。机床电源为线 电压380V，相电压为220V。为满足控制电路的需要， 试选择变压器的电压和功率，并说明接线方式。
备选变压器：BK-200（一次电压380，二次电压48V， 额定容量50VA）；
（c）当K＝1、即N1＝N2时，U2＝U1，变压器起着隔离电源的作用。
例1：
低 压 照 明 变 压 器 一 次 绕 组 匝 数 N1=1210 匝 ， 一 次 绕 组 电 压 U1=220V，现要求二次绕组输出电压U2=36V，求二次绕组匝数 N2及变比K。
解： U 1 N 1
U2 N2
N2U U1 2N123260 121 109匝 8
U 1E14.4f4N 1 mN 1k U 2 E2 4.42 4m fN N2
圈时，分别感应电压
k 称为变压器的变比。
E 1 4 .4 f1 4 N m E 2 4 .4 f2 4 N m
（a）当 K＞1，即 N1＞N2时，U2＜U1，变压器起降低电源电压的作用； （b）当K＜1，即N1＜N2时，U2＞U1，变压器起升高电源电压的作用；
（3）变压器的阻抗变换作用
Φ
i2 S
i1
u1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
N1N2
a
u2
ZL
x
变压器的副边所接负载为ZL，反映到 原边的输入阻抗为Z1，为：
ZL
U2 I2
Z1
U1 I1
把变压比和变流比公式代入可得：
Z1 U I11kI2U k2 k2U I22 k2ZL
变压器的阻抗变换作用常用于 电子电路中(阻抗匹配)。
备选变压器：BK-200（一次电压220，二次电压48V， 额定容量60VA）；
实例2：
某机床控制电路电压为24V，控制电路的负载（各种 继电器、接触器）为20W，功率因数0.8。机床电源为线 电压380V。为满足控制电路的需要，试选择变压器的电 压和功率，并说明接线方式。
其中1/k 称为变压器的变流比。 U1→U2，
是否I1→I2？
例2：
现有三种规格的白织灯：36V/500W，36V/60W，220V/60W， 另有一台额定容量SN=300V.A、电压为 220V／36 V的变压器， 问：（1）上述三种白织灯中，哪种可以接在该变压器的二次侧 使用？最多能接这种规格的白织灯几个？
例4：
已知某收音机输出变压器的原 边匝数为600,副边匝数为30,副 边原接有16Ω的扬声器，现要 改接成4 Ω扬声器，求N2应改 为多少？
解： kN1 60020 N2 30
Z1k2ZL22016 64 00
改接Z成 L 4扬声器后
k'264040160， 0则k'40
所以 N 2N ： 1k'60 40 01匝 5
KN1 12106.1 N2 198
（2）电流变换作用
Φ
i1 A X u1
N1N2
i2 S a
u2
x
|ZL|
变压器的一次侧接电源，二次侧与负载接通，这种运行状态称为负载运行。
变压器两端视在功率不变，因此：
S1 S2 所以U1I1 U2I2
I1 U2 N2 1 I2 U1 N1 k
例4：
一交流信号源的电动势E=20V，内阻R0＝180Ω，现有一个 电阻RL为5Ω的负载，（1）如果将RL直接与信号源连接，试求 信号源输出功率（负载获得的功率）。（2）如果通过变压器实 现阻抗匹配（即R′L=R0 ），试求信号源输出的功率及变压器的 匝数比。
解：（1）
（2）
例5：
设交流信号源电压U=100V，内阻R0=800Ω，负载RL=8Ω。 （1）将负载直接接至信号源，负载获得多大功率？ （2）经变压器进行阻抗匹配，求负载获得的最大功率是多少？ 变压器变比是多少？
解：
(1 )P I2 R L (R 0U R L)2R L (8 1 0 0 8 )2 0 0 8 0 .1W 23 (2 )P I2 R L ' (R 0 U R L ')2 R L ' (81 0 8 0 0 ) 0 2 0 8 0 0 3 .1 0W 25
任务1 认识单相变压器
任务2 特殊变压器、三相变压器的认识与应用
变压器图片--小型变压器（单相single-phase）
变压器图片--电力变压器（多为三相three-phase）
任务1 认识单相变压器
一、变压器的用途
1、变电压
升压变压器
降压变压器
2、变电流
3、变阻抗
4、变相位 5、电气隔离