7.2变压器和交流电动机(课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（华东师大版）

电力系统与常用电器 主题7 1. 了解发电、输电和配电的过程，知道电力供电的主要方式和特点。 2. 掌握供配电系统的基本组成与保护接地、保护接零的方法及漏电保护器的使用。 3. 了解单相变压器的基本结构、额定值及其用途。 4. 掌握变压器的工作原理，了解变压器的外特性、损耗及效率等。 5. 了解常用低压电器的分类、熟悉主要电器对应的符号。 6. 掌握熔断器、刀开关、交流接触器、主令电器、继电器等常用低压电器的结构，了解它们的工作原理及应用场合。 知识目标 1. 观察身边所见电气设备，知道电气设备的保护接地和保护接零的方法，做到理论联系实际。 2. 能够使用常见变压器，如小型电源变压器、钳形电流表、实验用自耦变压器等。 3. 观察生活中常见的交流电动机，认识其结构和铭牌参数。 4. 能够拆装部分低压电器，并指明它们的结构及工作原理。 5. 能够按照配电及工作场所的要求，正确、合理选择低压电器。 技能目标 电力系统的基本知识 探寻1 变压器和交流电动机 探寻2 实训1 认识漏电保护器 常用低压电器 探寻3 实训2 用兆欧表测量变压器和三相异步电动机的绝缘电阻 用兆欧表测量变压器和三相异步电动机的绝缘电阻 实训3 用钳形电流表测量三相异步电动机的空载电流 用钳形电流表测量三相异步电动机的空载电流 实训4 判断三相异步电动机定子绕组的首、末端 判断三相异步电动机定子绕组的首、末端 目录 变压器和交流电动机 探寻2 生活中常见的手机充电器、笔记本电脑充电器等，都有一个共同的特点：可将220V交流电变为直流电，转换过程中的重要元件是变压器。那变压器是如何工作的呢？ 从电力传输到具体的电气设备，如生产机械零件的车床、日常使用的电风扇等设备，都有一个共同的特点：由电动机带动装置旋转，从而产生动力完成各项操作任务。那电动机是如何把电能转换成机械能的呢？ ▲ 手机充电器与变压器 ▲ 电风扇及其电动机 学习引入 认识变压器 一 变压器是利用电磁感应原理来传递电能或传输信号的设备。在电力系统中变压器是生产、输送、分配和使用电能的重要装置；在电力拖动系统和自动控制系统中变压器是电能传递或信号传输的重要元件。 1. 变压器的作用与种类 变压器不仅能变换电压，将交流电压升高或降低，还可以变换交流电流、交流阻抗、相位等，用途十分广泛。 知识链接 变压器种类繁多，不仅有从发电厂到输配电所用的大容量电力变压器，还有计算机、手机等各种电子设备或测量仪器等装置中使用的小容量电力变压器。 常见特殊结构的变压器 ▲ 三相变压器 ▲ 三相油浸式变压器 ▲ 三相干式变压器 ▲ 电焊变压器 ▲ 互感器 ▲ 自耦变压器 知识链接 2. 变压器的结构 知识链接 3. 变压器的工作原理 变压器由两个独立线圈及铁芯组成，和电源相连的线圈称为一次绕组（又称原线圈或初级绕组），和负载相连的线圈称为二次绕组（又称副线圈或次级绕组）。 （1）变换交流电压 当变压器的一次绕组接入交流电源后，电流流过一次绕组时，铁芯产生主磁通Φ。主磁通Φ经过铁芯穿过一、二次绕组构成闭合的磁路，因主磁通是交变的，则会在一、二次绕组上产生感应电动势。若二次绕组接上负载，便有感应电流流过负载。 知识链接 理想变压器中穿过一次绕组和二次绕组的主磁通相同，即两个绕组产生的电动势相等。若主磁通的变化率为 ，则产生的感应电动势为： 由此得： 当负载有电流流动后，一次绕组产生的感应电动势的两端电压近似相等，即U1≈E1。二次绕组相当于一个无内阻的电源，因此二次绕组两端电压U2约等于感应电动势E2，即U2≈E2。由此可知： K——匝数比（变压比） 知识链接 变压器一、二次绕组的端电压之比等于线圈匝数比。根据K 的大小，可以获得3种不同类型的变压器。 不同K值对应的不同类型的变压器及其应用 知识链接 变压器工作时一、二次绕组的电流跟绕组的匝数成反比，即： （2）变换交流电流 根据变压器变换交流电压和交流电流的特性可知，当变压器负载运行时，设变压器初级输入阻抗为|Z1|，次级负载阻抗为|Z2|，则： （3）变换交流阻抗原理 即： 知识链接 4. 变压器外特性、损耗和效率 （1）变压器的外特性和电压变化率 变压器的外特性指在一次绕组加上额定电压，负载功率因数cosφ2为额定值时，二次绕组端电压U2随负载电流I2的变化关系，即U2=f（I2）曲线，如图所示。 ① 变压器的外特性 在纯电阻负载时，电压变化较小，如左图所示中的曲线1。 在感性负载时，电压变化较大，如左图所示中的曲线2。 在容性负载时，端电压可能出现随负载电流的增加反而上升，如左图所示中的曲线3。 知识链接 从变压器外特性曲线得出，当变压器空载（I2=0）时，U2=U2N。而当负载为感性或电阻性时，随着电流I2的增加，变压器二次电压逐渐下降，下降的幅度与负