第三章 特殊变压器(课件）--2022-2023学年高二劳动版《电机与变压器（第六版）》

§3-1　自耦变压器 §3-2　仪用变压器 §3-3　电焊变压器 第三章　特殊变压器 普通双绕组变压器的一次绕组和二次绕组之间相互绝缘，它们之间只有磁的耦合，没有电的联系。如果把普通变压器的一次绕组和二次绕组串联组合到一起，就成为只有一个绕组的变压器，其中低压绕组是高压绕组的一部分，这种变压器就叫自耦变压器，如图所示。 与普通变压器不同，自耦变压器的低压绕组是高压绕组的一部分，所以，自耦变压器高、低压绕组之间既有磁的联系，又有电的联系。 §3-1　自耦变压器 自耦变压器 a）外形图　b）电路图 一、自耦变压器的工作原理 当自耦变压器高压绕组接到交流电源 u1 上时，铁芯中会产生交变磁通，在高压绕组上产生的感应电动势为： 在低压绕组上产生的感应电动势为： 若忽略漏磁通和绕组电阻的影响，则自耦变压器的变压比为： 式中　N1——高压绕组的匝数； 　 N2——低压绕组的匝数。 只要选择适当的低压绕组匝数，就可以获得一个所需要的交流电压输出。由于高压绕组的匝数大于低压绕组的匝数，所以自耦变压器一般起降压作用。如果用自耦变压器升压时，可把交流电源加在匝数为 N2 的绕组上，匝数为 N1 的绕组上就会产生一个比电源电压更高的电动势输出。 二、自耦变压器中的电流关系 当自耦变压器低压绕组空载运行时，低压绕组中电流为零，高压绕组上流过的电流为 i0，该电流主要是产生铁芯中的主磁通。只要电源电压 U1 不变化，主磁通Фm 也不变，产生主磁通的磁动势 i0 N1 也将不会变化。 三、自耦变压器的特点 1. 可调节输出电压大小 2. 制造材料省且工作效率高 3. 过电压保护环节较复杂 四、自耦变压器的正确接线 如图所示为单相自耦变压器的接法。 单相自耦变压器的接法 a）接线正确　b）接线错误 要做一个能直接测量大电流、高电压的仪表是很困难的，即使做出来了，操作起来也难以保证工作人员的安全。利用变压器能改变电压和电流的功能，制造出一种特殊的变压器——仪用变压器（或称互感器）。把高电压变成低电压，就是电压互感器；把大电流变成小电流，就是电流互感器。利用互感器，可以将测量仪表与高电压或大电流回路隔离，保证工作人员和测量仪表的安全，同时也可以减小测量损耗和误差，扩大测量仪表的量程，实现仪表的标准化。仪用变压器被广泛应用于交流电压、电流、功率的测量中，以及各种继电保护和控制电路中。 §3-2　仪用变压器 一、电流互感器 电流互感器是将比较大的交流电流转换为小电流的仪用变压器。电流互感器一次绕组的额定电流范围为 10～25 000 A，二次绕组额定电流为 5 A，可用于扩大交流电流表量程，或扩大功率表、电能表中电流线圈的量程。 1. 电流互感器的结构和工作原理 电流互感器在结构上与普通双绕组变压器相似，也有铁芯和一次绕组、二次绕组，但它的一次绕组匝数很少，只有一匝到几匝，导线很粗。使用时，应将一次绕组串联在被测电路中，流过被测电流，该被测电流的大小与电流互感器二次绕组上的负载无关。电流互感器的二次绕组匝数较多，它与电流表或功率表的电流线圈串联成为闭合电路。电流互感器的实物图、电路图和图形符号如图所示。 电流互感器二次绕组接电流表，电流表的内阻很小，所以电流互感器运行时，二次绕组近似于短路状态。 电流互感器 a）实物图　b）电路图　c）图形符号 2. 电流互感器的使用注意事项 在使用电流互感器时，为了测量的准确性和安全性，应注意以下问题： （1）电流互感器在运行中，二次绕组不允许开路。 （2）电流互感器一次绕组、二次绕组都有同名端标记，当二次绕组回路接功率表或电能表的电流线圈时，一定要注意极性，以保证接线正确。 （3）电流互感器的铁芯和二次绕组要同时可靠接地，防止高压绝缘击穿时危及人身的安全或损坏测量仪表。 二、电压互感器 电压互感器是将比较高的交流电压转换成低电压的仪用互感器。电压互感器一次绕组的额定电压为电力系统规定的电压等级，二次绕组的额定电压为 100 V。电压互感器常用于扩大交流电压表量程，或功率表、电能表中电压线圈的量程。 1. 电压互感器的结构和工作原理 电压互感器实际上就是一台降压变压器，一次绕组、二次绕组也是绕在一个闭合的铁芯上。一次绕组匝数很多，通常将一次绕组并联在被测线路上。二次绕组匝数较少，一般为几匝，二次绕组接交流电压表等高阻抗测量仪表。电压互感器的实物图、电路图和图形符号如图所示。 电压互感器 a）实物图　b）电路图　c）图形符号 2. 电压互感器的使用注意事项 （1）电压互感器在运行时绝对不允许短路。 （2）电压互感器的铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地，以防止高压绕组绝缘损坏时，铁芯或二次绕组带上高电压而发生工作人员触电事故。 （3）电压互感器二次绕组回路接功率表或电能表的电压线圈时，要注意同名端，按要求的极性连接