2.3 单相变压器的极性及判定（课件）-《电机与变压器》同步精品课堂（航空工业出版社）

2.3 单相变压器的极性及判定 电机与变压器 同步精品课堂（中职专业课） 1 知识目标 掌握单相变压器绕组的极性。 能力目标 掌握变压器绕组的串联、变压器绕组的并联以及 变压器绕组极性的判定方法等内容。 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：单相变压器绕组的极性 新知学习 一 、单相变压器绕组的极性 当磁通交变，两绕组产生感应电动势的某一时刻，若一次绕组某一出线端为高电位 变压器的一、二次绕组均绕制在同一铁心上，都被铁心中的交变磁通 穿过。 变压器绕组的极性是指变压器一、二次绕组在同一磁通作用下所产生的感应电动势之 间的相位关系，通常用同名端来标记。 二次绕组也必有某一对应线端为高电位，这两个高电位的对应线端称为同极性端，也叫同名端，通常用符号“·”表示。 新知学习 一 、单相变压器绕组的极性 若交变电流从一次绕组U1 端流入， U2 端流出，二次绕组接上负载后，电流由ul 端流入， u2 端流出。此时， U1 和 ul 端同为高电位， U2 和 u2 端同 为低电位，即 U1 与 ul、U2 与 u2 为同名端。而 U1 与u2 、U2 与 ul 彼此称为异名端，即异极性端。 新知学习 二 、单相器绕组的连接 两个绕组的额定电压均为 110 V, 当电源电压为220 V 时，应将两绕组串联使用，当电源电压为110V 时，应将两绕组并联使用。 绕组的串联和并联在使用变压器时经常遇到，例如 某变压器的二次绕组有两个匝数相等、绕向一致的绕组组成 02 01 单相器绕组的连接 新知学习 二 、单相器绕组的连接 此时总电动势为两绕组电动势之和， E=E₁+E₂, 电动势会越串越大。 将变压器两个绕组的一组异名端连接起来称为正向串联(也叫首尾相连),如图2-8(a) 所示。 02 01 (1)正向串联 1. 变压器绕组的串联 新知学习 二 、单相器绕组的连接 如图2-8 (b) 所示。此时总电动势为两绕组电动势之差，E=E₁-E₂。 将变压器两个绕组的一组同名端连接起来称为反向串联(也叫尾尾相连或首首相连) 02 01 (2)反向串联 1. 变压器绕组的串联 新知学习 二、单相器绕组的连接 2. 变压器绕组的并联 (1)同极性并联 将变压器两个绕组的两组同名端分别连接(首端与首端相连，尾端与尾端相连形成环路)称为同极性并联，如图 (a) 所示。 新知学习 二、单相器绕组的连接 2. 变压器绕组的并联 (1)同极性并联 当E₁≠E₂时，两绕组回路内部的总电动势不 为零，此时会产生环流乐，导致绕组发热和产生损耗，使输出电压和电流都减小，严重 时可能会烧毁绕组； 当E₁=E₂时，两绕组回路内部的总电动势为零，不会产生环流，这是变压器并联运行的条件。 新知学习 二、单相器绕组的连接 2. 变压器绕组的并联 (2)反极性并联 将变压器两个绕组的两组异名端分别连接(首尾互相连接形成环路)称为反极性并联， 如图2-9(b) 所示。 新知学习 二、单相器绕组的连接 2. 变压器绕组的并联 (1)同极性并联 反极性并联时，绕组将产生很大的环路电流，很可能烧毁绕组，这种接法是绝对不允许的。 综上可知，在进行绕组连接之前，正确判断变压器绕组的极性是十分重要的。如果极性接反，轻者不能工作，严重时可能烧毁绕组。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 1. 直观法 对于两个已知绕向的绕组，可以用直观法判断它们的极性。首先根据右手螺旋定则判 定绕组中电流的方向，若电流从两个同极性端流入(或流出)时，它们产生的磁通方向一 致，这些端点就是同名端。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 1. 直观法 如图 所示，二次绕组中两绕组绕向相同，根据右手螺旋定则可知，电流从 2端和4端流入时，在铁心中产生的磁通方向一致，故2端和4端互为同名端。而在图 2-10(b) 中，尽管二次绕组中两绕组绕向相反，但当电流从1端和4端流入时，在铁心产生的磁通方向也一致，所以1端和4端也互为同名端。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 2. 测 试 法 对于无法观察到绕组绕制方向的变压器，若要判断绕组的极性，只能借助仪表来测试， 测试方法有灵敏电流计法和电压表法。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 2. 测 试 法 (1)灵敏电流计法 用一个直流电源和一只灵敏电流计，按图2-11 所示连接电路，直流电源与高压绕组 连接，灵敏电流计与低压绕组连接。当开关S 闭合的瞬间，若指针向右摆动，则二次绕组 ul 端为正， ul 端与一次绕组 U1 端为同名端。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 2. 测 试 法 (2)电压表法 电压表法是指先用万用表测出相关端点间的电压，随后通过比较判断出绕组的极性。 如图所示，将变压器的一次绕组接上适当的交流电压，二次绕组开路。为了方便， 把U1 、U2 、ul 、u2 各端子分别标记为1、2、3、4。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 2. 测 试 法 首先从一 、二次绕组中各取 一个端子连接起来(图中连接2端和4端),用电压表分 别测量出两端子间电压 U₁₂ 、U₃ 、U₃₄ 。 新知学习 三、变压器绕组极性的判定方法 要想正确连接变压器绕组，首先要判断绕组的极性。 2. 测 试 法 根据右手螺旋定则可知，若测量结果为 U₁₃=U₁₂+U₃₄, 则1端和4端(2端和3端)为同名端；若U₃=U₁₂-U₃₄, 则 1 端 和 3 端 ( 2 端 和4端)为同名端。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 变压器的损耗是变压器的重要性能参数， 一方面表示变压器在运行过程中的效率，另 一方面表明变压器设计制造的性能是否满足要求。 变压器的空载试验是指通过变压器的空载运行来测定变压器的空载电流和空载损耗。 由于空载运行时空载电流I₀ 很小，铜损耗可以忽略不计，此时变压器的空载损耗 P₀ 近似 等于变压器的铁损耗。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 变压器的短路试验也称负载试验，它通过将一端绕组短路，另一端绕组接交流电源来 测定短路电压、短路损耗等。在短路试验中，将负载用空导线短接后， 一次侧接入一低电 压，使一次侧电流为额定电流。由于所加电压很小，铁心中产生的磁通很少，铁损耗可以 忽略不计，此时所测出的损耗近似等于变压器的铜损耗。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 1. 实训目的 (1)掌握变压器空载试验和短路试验的目的和原理 (2)通过变压器的空载试验，测量出空载电流I 、 空载损耗功率P₀, 计算出变压比K (3)通过变压器的短路试验，测量出短路电流1、短路电压 U₁、短路损耗 P 等参数 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 2. 实训器材 序号 器材名称 规格 数量 1 单相变压器 380V/220V(500V·A) 1 2 调压器 0～250V(1kV·A) 1 3 交流电压表 0～450V 1 4 单相功率表 150～600V(1～2A) 1 5 单相低功率因数功率表 150～600V(1～2A) 1 6 指针万用表 MF-30 1 7 自动空气开关 DZ47-10 1 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 3. 试验线路图 (1)单相变压器的测变压比试验线路图如图2-13所示。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 (2)单相变压器的空载试验线路图如图2-14所示。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 (3)单相变压器的短路试验线路图如图2-15所示。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 4. 实训内容和步骤 (1)单相变压器变压比的测定 (2)单相变压器的空载试验 (3)单相变压器的短路试验 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 5. 注意事项 ①在变压器试验中，应注意区分一、二次绕组，切记不能反接。 ②开关闭合前，注意将调压器的手柄置于输出电压为零的位置。 ③试验线路图接好之后，必须经老师检查后再动手操作。 新知学习 实训一 单相变压器的空载试验和短路试验 5. 注意事项 ④短路试验操作要快，否则线圈发热易引起电阻变化。 ⑤注意人身及设备安全，若有异常情况，要立刻断开电源。处理好故障之后再继续 试验。 课堂练习 填空题 1、在变压器试验中，应注意区分一、二次绕组，切记不能反接。 2、开关闭合前，注意将调压器的手柄置于输出电压为零的位置。 3、对于无法观察到绕组绕制方向的变压器，若要判断绕组的极性，只能借助仪表来测试，测试方法有灵敏电流计法和电压表法。 课堂小结 单相变压器绕组的极性 单相器绕组的连接 1 2 变压器绕组极性的判定方法 3 课堂小结 1. 简述单相变压器绕组的极性？ 2. 简述变压器绕组的串联？ 3. 简述变压器绕组的并联？ 作业布置 感谢观看 $$