第3章 磁路和变压器(讲课共2学时)
第 1次课 变压器
一、学时:2学时
二、目的和要求:
了解变压器构造、工作原理、用途及同名端的测定
三、重点:
变压器的工作原理、作用、同名端的测定
四、难点:
变压器的电磁关系
五、教学方式:多媒体+实物
六、习题安排3.3.1、3.3.3、3.3.7
七、教学内容:
3.3 变压器(实物讲解)
1、结构
(1)绕组 : 构成变压器的电路部分
原绕组: 与电源连接
副绕组: 与负载连接
(2)铁心:构成变压器的磁路部分
(硅钢片迭压而成)减小涡流磁滞损耗与磁滞损耗
(3)其他:油箱、散热器、绝缘导管等。
2、工作原理:(回顾所学的电磁关系,右手螺旋定则)
(1)电压变换(空载状态, i2=0,即i2N2=0)
不计线圈电阻及漏感,有:
U1≈ E1=4.44fN1Φm
U2≈U20= E2=4.44fN2Φm
因此: ; k>1,降压 k<1, 升压。
由于变压器有内阻抗压降,故满载时的电压应比空载时低5%~10%。
(2)电流变换(有载状态)
在空载或负载下,磁通Φm基本不变,因此,空载时的磁动势N1i0和负载状态下铁芯中的合成磁动势(N1i1+N2i2) 应近似相等。即:
在额定状态下可以将忽略不计,则有
其有效值表示式有
(3)阻抗变换
通过阻抗变换,可以使电路达到 “匹配”状态,常用在电子电路中。
3.变压器的外特性:
(1)U2=f(I2)|U1不变
(2)电压调整率(电压变化率)
当负载增加时,通常希望电压U2的变动愈小愈好(电焊变压器除外),故从空载到额定负载,变压器副边电压的变化程度用电压调整率来表示,即:
ΔU= (电压调整率为5%)
4、额定值、功率、效率
(1)U1、I1N、U2N、I2N
(2)SN
单相:SN=U2NI2N≈U1NI1N
三相:SN=
(3)温升:环境时变压器绕组通过IN时的最高允许温度。
(4)功率、效率
①输入功率 P1=U1I1
②输出功率 P2=
③
∵, ,
效率通常在95%以上。
5、特殊变压器
(1)自耦变压器(实物)
副绕组是原绕组的一部分;省料、体积小、成本低 ,调压时,在大范围能均匀输出电压、使用方便,但原、副边有电的联系,使用时不够安全。
(2)电流、电压互感器:钳形表用来测电压、电流(实物)
(3)电焊变压器(简介)
6、变压器绕组同极性端(又称同名端)的判别:(用导线演示)
(1)同名端:在变压器的原、副绕组中,根据右手螺旋定则瞬时极性相同的端,用 “*”等来表示。若两绕组串联,提高电压;并联时提高电流, 若接错,易烧毁变压器。
(2)两种判别方法:
①绕向明确;当从同名端同时加流入方向的电流时,原、副边电流产生的磁通方向一致。
②绕向不明确:(实验方法)
直流法:根据瞬时电压变化情况判断。
交流法: