1.2 单相变压器的空载运行和负载运行（课件）高一-《电机与电气控制技术》同步精品课堂（机工版·第2版）

《电机与电气控制技术》（第2版）机械工业出版社 同步精品课程——中职专业课 第一章 变压器 第二节 单相变压器的空载运行（第2课时） 知识目标 理解变压器空载运行和负载运行的原理；掌握空载和负载运行时各物理量正方形的确定；掌握变压器的感应电动势。 能力目标 掌握单相变压器空载运行和负载运行的工作情况；掌握单相变压器空载运行和负载运行时各物理量并掌握其变换作用。 情感目标 学生交流讨论的基础上进行教学，通过学习单相变压器空、负载运行的相关知识，使同学们对变压器的运行有了更深的认识，进一步深化了同学们对于变压器的了解，激发同学们的学习兴趣。 三维目标 第一章 绪论 导入情景 01 谁是空载？谁是负载？ 单相变压器的空载运行 变压器的空载运行是指变压器的一次绕组接在额定电压的交流电源上，二次绕组开路时工作情况，如图1-4 所示。 新知学习 02 新知学习 02 一、空载运行时各物理量的情况 当变压器一次绕组接上额定电压 U1N空载运行时，一次绕组中流过的电流 I10称为空载电流，它产生空载磁动势 F0 =l10N1，产生交变磁通。交变磁通绝大部分沿铁心闭合且同时与一、二次绕组交链，这部分磁通称为主磁通Φ;另有很少的一部分磁通只与一次绕组交链，且主要经非磁性材料(变压器油或空气等) 而闭合，称为一次绕组的漏磁通Φσ1 。 新知学习 02 一、空载运行时各物理量的情况 主磁通与漏磁通的区别： 性质上:Φ0与I。成非线性关系; Φσ1与I。成线性关系； 数量上: Φ0占99%以上, Φσ1仅占1%以下; 作用上: Φ0起传递能量的作用， Φσ1起漏抗压降作用。 强调：磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则;电动势与感应它的磁通之间符合右手螺旋定则。 新知学习 02 二、感应电动势与漏磁电动势 （一）主磁通感应的电动势一一主电动势 若主磁通 ϕ = Φmsinωt，则一、二次绕组感应电动势瞬时值为： 新知学习 02 二、感应电动势与漏磁电动势 由上式(1-4)、式(1-5)可知，变压器一、二次绕组感应电动势大小与电源频率f、 绕组匝数N及铁心主磁通的最大值Φm成正比，在相位上滞后于产生感应电动势的主磁通90 °。 新知学习 02 二、感应电动势与漏磁电动势 （二）漏磁电动势 变压器一次绕组的漏磁通ϕσ1 = Φσ1msinωt 在一次绕组中产生漏磁感应电动势 新知学习 02 （二）漏磁电动势 由于漏磁通通过的路径主要为非磁性物质油或空气，其导磁率μ0为一常数，所以漏磁通大小与产生此漏磁通的励磁电流成正比，且相位相同。常用绕组的漏电感系数L1来表示二者之间的关系， L1的计算方法为： 新知学习 02 三、变压器的电压比 变压器空载运行时，一次绕组的漏磁通很小，铁心损耗也很小，所以一次绕组电阻和空载电流都很小，忽略绕组压降，有 由于变压器空载运行时，其二次绕组开路，所以二次绕组的端电压等于其感应电动势，即 变压器一、次绕组感应电动势之比值，称为变压器的电压比，用k无表示，它等于一、二次绕组匝数之比，即 当N2>N1时,К<1，则U2>U1，为升压变压器；若N2<N1, К>1,则U2<U1，为减压变压器。可见改变电压比К就可达到改变二次绕组输出电压U20的目的。 新知学习 02 三、变压器的电压比 例1：一个单相变压器的主边匝数为200，副边匝数为400，求变压器的变压比。 例2：一个单相变压器的主边匝数为500，副边匝数为200，求变压器的变压比。 新知学习 02 四、空载电流和空载损耗 变压器空载运行时，空载电流Ι10：一方面用来产生主磁通，另一方面用来补偿变压器空载时的损耗。为此，将 Ι10分解成两部分，一部分为无功分量 Ι10Q，用来建立磁场，起励磁作用，其与主磁通同相位；另一部分为有功分量 Ι10P，用来供给变压器空载损耗，其超前主磁通 90°。 空载电流很小，一般只占额定电流的2% ~10%。变压器空载时没有输出功率，它从电源获取的全部功率都消耗在其内部，称为空载损耗。空载损耗绝大部分是铁心损耗，即磁滞损耗与涡流损耗，只有极少部分是一次绕组电阻上的铜损耗。铜损耗只占空载损耗的 2%，故可认为变压器的空载损耗就是变压器的铁心损耗。此时变压器的功率因数很低，一般cosφ=0.1~0.2。 主触头为常开触头，用于接通和分断主电路，允许通过较大电流。 小试牛刀 填空题 02 交变磁通绝大部分沿铁心闭合且同时与一、二次绕组交链，这部分磁通称为主磁通Φ。 磁通与产生它的电流之间符合右手螺旋定则。 变压器一、次绕组感应电动势之比值，称为变压器的电压比。 同步精品课程——中职专业