1.1 变压器的用途及基本工作原理（课件）-《电机与变压器》同步精品课堂（航空工业出版社）

1.1 变压器的用途及基本工作原理 电机与变压器 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 熟悉变压器，掌握变压器的定义。 能力目标 了解变压器的用途，掌握变压器的基本工作原理。 情感目标 以基础知识、基本概念、基本定律为主 要编写原则，以“必需、够用”为准则来选择和安排知识点，并合理地更新了教学内容。 三维目标 情境引入 问：变压器的含义 变压器是一种静止的电磁装置，它根据电磁感应的原理，将某一电压等级的交流电能转换成同频率的另一电压等级的交流电能。随着社会的发展，变压器的应用已十分广泛。 新知学习 一 、变压器的主要用途 电能是现代工业中最重要的能源，电能的产生、传输和应用是自工业时代起一直研究的问题。在现实生活中，发电厂发出的电能往往需要远距离传输到用电地区。 在传输过程 中，当功率恒定时，传输电压越高，电流越小，线路损耗越小。然而，要制造输出电压很 高的发电机，目前技术很困难，成本也很高，所以需要用专门的设备将发电机端的电压升 高之后再传输出去，这种电气设备就是变压器。同时，由于受电端所需要的电压也不同，这时就需要用变压器将高电压降低到合适的值以供利用。 新知学习 一 、变压器的主要用途 变压器主要有以下用途： (1)在电力系统中实现电能的经济传输、灵活分配和合理使用，如电力变压器、配 电变压器。 (2)在控制系统中实现信号的传输，如无线电变压器。 新知学习 一 、变压器的主要用途 变压器主要有以下用途： (3)供给特殊电源专用，如电焊变压器。 (4)用于电工测量，如仪用变压器。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和绕组。变压 器的基本工作原理如图 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 变压器的基本工作原理和结构 变压器是利用电磁感应原理工作的 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 在铁心柱 上绕制两个绝缘线圈，其匝数分别为 N₁ 、 N₂。其中，电源侧的绕组称为一次绕组(又 称初级绕组或原绕组),负载侧的绕组称为二次绕组(又称次级绕组或副绕组)。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 当一次绕组接通交流电源时，绕组中有 电流i₁ 通过，铁圈中将产生交变磁通φ。根 据电磁感应原理，其一、二次绕组将分别产生感应电动势ej 、e₂。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 二次绕组与负载连接，则负载回路中将产生电流iz, 如此便完成 电能的传递。此时 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 因为e≈u,e₂≈u₂, 所以 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 即一、二次绕组的电压之比等于其线圈匝数之比。由此可见，只要改变变压器的匝数 比，就能达到改变电压的目的。若N>N₂, 变压器起降压作用；若N<N₂, 变压器起升压作用。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 小提示 变压器只能传递交流电能，而不能产生电能；它只能改变交流电压或电流的大小， 而不能改变频率；铁心中产生的磁通为电压变换的主要桥梁，传递过程中电压与电流 的乘积(即功率P) 基本不变。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 变压器的基本结构 变压器的主要部件有铁芯、绕组、油箱、冷却装置、绝缘套管和保护装置等。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 散热和保护器身的作用；变压器油起绝缘作铁芯和绕组是变压器通过电磁感应进行能量传递的部件，称为变压器的器身。油箱用于装油，同时起机械支撑、用，同时也起冷却作用；套管的作用是使变压器引线与油箱绝缘；保护装置则起保护变压器的作用。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 （1）铁芯 铁芯是变压器的主磁路，又是它的机械骨架。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成，铁芯柱上套装绕组，铁轭的作用则是使整个磁路闭合。叠片式铁芯，按其结构形式又分为芯式和壳式两种。芯式变压器结构简单，绕组的装配及绝缘也较容易，国产电力变压器铁芯主要采用芯式结构。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 （2）绕组 变压器绕组有同芯式和交叠式两种型式。我国生产的电力变压器，基本上只有一种结构型式，即芯式变压器，所以绕组都采用同芯式结构 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 所谓同芯绕组，就是在铁芯柱的任一横断面上，绕组都是以同一圆筒形线套在铁芯柱的外面。一般情况下总是将低压绕组放在里面靠近铁芯处，将高压绕组放在外面。高压绕组与低压绕组之间，以及低压绕组与铁芯柱之间都必须留有一定的绝缘间隙和散热通道（油道），并用绝缘纸板筒隔开。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 绝缘距离的大小，取决于绕组的电压等级和散热通道所需要的间隙。当低压绕组放在里面靠近铁芯柱时，因它和铁芯柱之间所需的绝缘距离比较小，所以绕组的尺寸就可以减小，整个变压器的外形尺寸同时也减小了。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 （3）油箱和冷却装置 油浸式变压器的器身浸在充满变压器油的油箱里。变压器油既是绝缘介质，又是冷却介质，它通过受热后的对流，将铁芯和绕组的热量带到箱壁及冷却装置，再散发到周围空气中。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 （4）绝缘套管 变压器套管是将线圈的高、低压引线引到箱外的绝缘装置，它将引线对地（外壳）绝缘，又起固定引线的作用。套管大多数装于箱盖上，中间穿有导电杆，套管下端伸进油箱与绕组引线相连，套管的上部露出箱外，与外电路连接。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 （5）保护装置 储油柜（又称油枕） 储油柜是一种油保护装置，装在变压器油箱盖上，用弯曲联管与油箱联通。 新知学习 二、 变压器的基本工作原理 油浸式电力变压器 （6）分接开关 变压器负载运行时，二次端电压随负载大小及功率因数的变化而变化，如果电压变化过大，将对用户产生不利影响。 课堂练习 填空题 1. 变压器负载运行时，二次端电压随负载大小及功率因数的变化而变化，如果电压变化过大，将对用户产生不利影响。 2. 储油柜（又称油枕） 储油柜是一种油保护装置，装在变压器油箱盖上，用弯曲联管与油箱联通。 3. 变压器套管是将线圈的高、低压引线引到箱外的绝缘装置，它将引线对地（外壳）绝缘，又起固定引线的作用。 课堂小结 总结 变压器的主要用途 1 变压器的基本工作原理 2 课堂小结 1. 简述变压器的主要用途？ 2. 简述变压器的基本工作原理？ 3. 简述变压器的概念？ 作业布置 感谢观看 $$