单元四变压器与电动机 电子教案 电工与电子技术 中职 高三 工信版

单元四：变压器与电动机 教学目标 知识目标： · 了解变压器的结构和种类，理解变压器的外特性；能判别出变压器原、副绕组的同名端从而正确使用变压器； · 掌握变压器变压、变流和阻抗变换的作用；能根据负载需要正确选择变压器； · 了解电压互感器、电流互感器的作用及使用注意事项； · 掌握三相异步电动机的结构、工作原理；能判别出三相异步电动机定子绕组首末端及电动机的极数； · 理解旋转磁场产生过程，掌握旋转磁场方向与三相电源相序的关系；能正确选择和使用三相异步电动机。 能力目标： 能够利用相应的方法检判别变压器绕组的首末端、三相异步电动机绕组的首末端；能正确使用变压器和三相异步电动机。 素质目标： 通过认识使用新设备，提高学生接受新事物的能力和探索新知识的自信心。 教学重点 变压器的结构原理、三相异步电动机的结构与原理 教学难点 旋转磁场的产生，旋转磁场的转速与电动机转速的关系，旋转磁场的 教学手段 视频演示；实物演示；教学板书；电子课件 教学学时 8H 教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释 任务一：变压器 （一）变压器的基本结构 变压器的主体是由铁心和线圈两部分构成。此外，变压器运行时要发热，应有冷却装置（如油箱），为把各相绕组从油箱内引出，在箱顶装有绝缘套管及其他附件。 1.铁心 2.绕组 绕组是变压器电路，是用绝缘铜线或铝线在铁心柱上绕制而成的线圈。与电源相接从电源吸取能量的绕组称为原绕组（或原边、一次绕组），用表示；与负载连接，对负载供电的绕组称为副绕组（或副边、二次绕组），用表示。 3.冷却装置及其他附件 一般小容量变压器的热量尚可由绕组和铁心直接散发到周围空气中，这种冷却方式称为空气自冷式。较大容量的变压器则需采用专门的冷却装置，如油浸自冷式，其冷却装置由油箱、油枕、散热器和变压器油组成，变压器油既是冷却介质，又是绝缘介质。对于更大容量的变压器还可采用其他更有效的冷却措施，如用油泵强迫油循环或加风扇吹风冷却。 为使绕组的引出线与油箱绝缘，并使其固定、必须穿过绝缘套管。此外，变压器还装有瓦斯继电器、防爆管、分接开关（改变一次绕组匝数）和放油阀等附件。 （二）变压器的工作原理 1.变压器的空载运行与电压变换 变压器的一次绕组接至额定电压、额定频率的交流电源，二次绕组开路(不接负载，=0)的情况，称为空载运行。 如果忽略空载电流在原绕组上的压降和漏抗压降，则有 (4-3) （4-4） 由式以上分析可以得出 ≈＝＝ 2.变压器的负载运行与电流变换 变压器的一次绕组接至额定频率的正弦电压，二次绕组接上负载时的运行情况，称为变压器的负载运行。 变压器有载运行时，原、副绕组的电流数量关系为： ≈= 3.变压器的阻抗变换作用 在电子线路中，常利用变压器的阻抗变换功能来达到阻抗匹配的目的。 =＝＝＝ （三）特殊用途变压器 1.自耦变压器 自耦变压器的工作原理与双绕组变压器基本相同，设原绕组匝数为 ，副绕组匝数为。 ≈＝＝ ≈= 2.电压互感器 电压互感器原理如图4-7（a）所示，使用时匝数多的原边与被测线路并联，即施加被测电压，而匝数较少的副边绕组接入电压表或功率表的电压线圈。互感器工作时相当于空载运行，原副绕组电压之比称为变比，并用额定电压的比值形式标注在铭牌上。为方便，副绕组的额定电压一般设计为100 V。电压互感器的变比为 == 3.电流互感器 电流互感器的原绕组匝数少，与被测电路串联；副绕组匝数多，与电流表或功率表的电流线圈串联。 （四）变压器的外特性与效率 当原边电压U1一定，负载功率因数cos2为常数时，U2和I2的变化关系曲线称为变压器的外特性。 变压器的输出功率效率P2与输入功率P1之比称为变压器的效率，通常用百分数表示。即 （五）变压器绕组同名端的判别 我们把原、副绕组电位瞬时极性相同的端点称为同极性端，也称同名端，通常用符号“” 表示。已制成的变压器、互感器等设备，通常无法从外观上看出绕组的绕向，若使用时要知道其同名端，可用实验法来测定。 1.直流法 2.交流法