专题三 认识变压器 （课件）-山东省职教高考《电机与拖动》（高教版） 专题复习讲练测

专题三 认识变压器 《电机与拖动》（高教版） 专题复习讲练测 1 01. 考纲解读 02. 知识点梳理 03. 考题讲解 04. 课内练习 05. 归纳小结 目录 CONTENTS 一.考纲解读 常见考点： 单相变压器的结构和组成部分：理解初级绕组、次级绕组和铁芯的作用。 工作原理：理解电磁感应原理和磁通量的传递。 外特性：包括变压器的效率、损耗类型（铜损和铁损）及其影响。 三相变压器的结构和组成：了解三相变压器的基本构造，包括三个独立的相和共享的铁芯。 铭牌与额定值：理解变压器的额定容量、额定电压及其应用条件。 连接方式：认识不同的连接方式如星形（Y）、三角形（Δ）以及组合方式（Y-Δ等），并了解它们在电力 一.考纲解读 1.熟练掌握单相变压器铁芯传递磁通量的作用，三相变压器不同连接方式的特点，以及特殊变压器结构如自耦变压器。 2.能够应用所学知识计算单相变压器的输出电压，并根据额定容量、电压和功率因数计算三相变压器的额定电流。 3.理解单相变压器工作原理中电磁耦合及铁芯作用，熟悉三相变压器的Y-Δ连接方式及其提供的不同电压输出，以及仪用互感器在电路测量和保护装置中的应用场景。 考试要求 考试要求： 易考题型： 一.考纲解读 选择题 学生需要理解单相变压器中铁芯传递磁通量的关键作用，三相变压器中不同连接方式的特点，以及特殊变压器如自耦变压器的结构特征。 应用题 学生应能计算单相变压器根据匝数比例计算输出电压，以及根据额定容量、电压和功率因数计算三相变压器的额定电流。 填空题 学生需要了解单相变压器工作原理中电磁耦合的概念及铁芯在其中的作用，三相变压器的Y-Δ连接方式能够提供两种不同电压输出，以及仪用互感器在电路测量和保护装置中的应用。 知识点思维导图 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 一、单相变压器的结构 变压器由铁心和绕组组成,铁心是变压器的磁路部分。为了减少铁心内部的涡流损耗和磁滞损耗,铁心一般用厚 0.3 mm 以下的冷轧硅钢片叠压而成。铁心一般分为壳式和心式两力类,壳式变压器在中间铁心柱上安置绕组,心式变压器在两侧铁心柱上安置绕组。绕组是变压器的电路部分。它由漆包线或绝缘的扁铜线绕制而成,套在铁心上。变压器般有两个或两个以上的绕组,接电源的绕组称为一次绕组(或原绕组),接负载的绕组称为二次绕组( 或副绕组)。 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 二、变压器的工作过程 1.变压器的变电压过程 做中教，采用仿真软件(也可采用实际变压器)连接变压器的变电压实验电路,如图2-1-4所示变压器的一次绕组为1000匝,二次绕组为100匝,交流电源电压为220V,频率是 50 Hz,用交流电压表测出二次电压数值。将电源的电压值变为22.01V,再次测量二次电压,根据一次、二次电压值与其匝数关系,总结变压器变电压规律。 知识点梳理： 1.变压器的外特性 变压器的外特性是指一次电压为额定值 UN、负载功率因数 cosφ一定时,二次电压U随二次电流飞变化的关系曲线,如图 2-1-6 所示。由图可知,变压器的外特性与负载的大小和性质有关。随着负载的增大,对于纯电阻负载,二次电压下降较少;对于电力系统广泛使用的电感性负载,二次电压下降较多;对于电容性负载,二次电压不下降反而上升 2.变压器的损耗和效率 变压器的功率损耗主要有两部分:铁损耗(P,不变损耗)和铜损耗(Pc,可变损耗)。变压器铁心中的 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 磁滞损耗和涡流损耗称为铁损耗,其值在电源电压与频率不变时固定不变。变压器绕组存在直流电阻,电流通过时,在直流电阻上产生的功率损耗称为铜损耗,其值与电流的平方成正比，其大小随负载电流的变化而变化。 变压器的效率”是指其输出有功功率P,与输人有功功率P,的比值,计算公式为 7-是x100% 式中，P=P2+P:+Pc。实际应用中的变压器效率比较高,通常中小型变压器的效率为 90%以上,大型变压器的效率在 95%以上。当铁损耗和铜损耗相等时,变压器处于最经济运行状态。要提高恋压器的运行效率,应使其不工作在空载或过载的状态， 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 二.知识点梳理和重点概念复习 二、操作步骤 1.熟悉变压器的铭牌 (1)额定电压包括U和UN。UN是指变压器正常工作时加在一次侧的电压;UN是指一次侧加 UN,变压器空载时二次侧的电压值 。额定电压单位是 V 或 kV。 (2)额定电流包括N和LN。LN、LN 分别是指变压器一次、二次绕组连续运行所允许通过的电流。额定电流单位是 A。 (3)额定容量S是指变压器额定的视在功率,即设计功率,通常称为容量。额定容量单位为 V·A 或kV·A。 知识点梳理： SN= UiN/IN= UN/2N 2.区分各绕组,测量各绕组的直流电阻 小功率变压器的绕组直流电阻一般使用万用表的Rx1挡检测。高压绕组的线径细、匝数多、直流电阻较大;低压绕组的线径粗、匝数少、直流电阻小。 大功率变压器的绕组直流电阻可以使用电桥法测量,为避免变压器绕组的自感电动势影响,应等待稳定后读数。 3.检测绝缘 用兆欧表测量各绕组之间、各绕组对地(铁心)之间的绝缘电阻,绝缘电阻的阻值视变乐器的用途和场合而定,对于一般的小型电源变压器,应不低于 0.5 MΩ。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 4.测量二次绕组的空载电压 对于二次侧有多个绕组的变压器,在已知一次绕组的引出端时,可在一次绕组上加额定电压,用交流电压表分别测量二次侧各绕组的空载电压,以区分二次侧各绕组。 二.知识点梳理和重点概念复习 知识点梳理： 五、单相变压器：理解铁芯在传递磁通量中的关键作用。 掌握电磁耦合的原理及其在变压器中的应用。 能够计算输出电压，了解匝数比例对输出电压的影响。 三相变压器：不同的连接方式，例如Y-Δ连接，及其提供的不同电压输出。 理解三相系统中的平衡和相位关系对变压器运行的影响。 能够根据额定容量、电压和功率因数计算额定电流。 特殊变压器：自耦变压器的结构特征及其应用场景。 其他特殊类型的变压器（如仪用互感器）在电路测量和保护装置中的作用和使用方法。 二.知识点梳理和重点概念复习 重点概念复习： 二.知识点梳理和重点概念复习 磁通量和铁芯：理解铁芯在变压器中传递磁通量的重要性。 分析铁芯材料选择对变压器性能的影响。 电磁耦合：掌握电磁耦合原理及其在变压器中的应用。 理解匝数比例对电压变化的作用。 单相变压器：计算输出电压的方法和影响因素，如匝数比例和负载特性。 分析铁芯损耗和铜损的识别及其对效率的影响。 三相变压器：各种连接方式（如Y-Δ连接）的特性及适用场景。 三相系统中平衡和相位关系对变压器运行的重要性。 特殊变压器：自耦变压器的结构特征及其应用案例. 1.变压器的铁心主要功能是什么？ A. 减少涡流 B. 增加磁阻 C. 提高功率传输效率 D. 促进磁通量的传输 答案: D. 促进磁通量的传输。 解析: 变压器中的铁心用于有效地将由初级绕组产生的磁通量传递给次级绕 三.常考习题练习与讲解 选择题 2.变压器工作的基本原理是什么？ A. 欧姆定律 B. 电磁感应定律 C. 牛顿第三运动定律 D. 波义尔定律 答案: B. 电磁感应定律。 解析: 电磁感应定律指出，变化的磁场会在导体中感应出电动势（EMF），这是变压器工作的基础。 三.常考习题练习与讲解 选择题 3.在变压器中，匝数比对输出电压有何影响？ A. 输出电压与匝数比成正比。 B. 输出电压与匝数比成反比。 C. 输出电压与匝数比无关。 D. 输出电压仅由铁心材料决定。 答案: A. 输出电压与匝数比成正比。 解析: 变压器的输出电压直接与初级和次级绕组的匝数比成正比。 三.常考习题练习与讲解 选择题 4.在Y-Δ连接的变压器中，其特点是什么？ A. 次级电压高于初级电压 B. 次级电流低于初级电流 C. 初级和次级绕组之间的相位差 D. 次级绕组中电流的平衡分布 答案: D. 次级绕组中电流的平衡分布。 解析: Y-Δ连接确保了三相变压器中各相电流的平衡分布。 三.常考习题练习与讲解 选择题 5.关于单相变压器的外特性描述错误的是？ A. 额定容量是指变压器能够承载的最大负载 B. 铁损耗与负载电流无关，主要取决于电压变化 C. 输出电压与输入电压之比称为变压器的变比 D. 铜损耗与负载电流成正比，随负载电流增加而增加 正确答案: B 解析：铁损耗与变压器的输出负载电流有关，因为它取决于变压器工作时的电流大小。 三.常考习题练习与讲解 选择题 6.哪种类型的损耗主要影响变压器的效率？ A. 涡流损耗 B. 磁滞损耗 C. 铜损耗 D. 介质损耗 答案: C. 铜损耗。 解析: 铜损耗（即I²R损耗）由于绕组内的电阻而产生，严重影响变压器的效率。 三.常考习题练习与讲解 选择题 7.保护油箱在变压器设计中起到什么作用？ A. 保护免受过电流条件的影响 B. 为高压绕组提供绝缘 C. 允许油的膨胀和收缩 D. 最小化谐波失真 答案: C. 允许油的膨胀和收缩。 解析: 保护油箱容纳变压器油，以适应温度变化引起的油的膨胀和收缩，确保绝缘和冷却效果。 三.常考习题练习与讲解 选择题 8.下列哪项是升压变压器的特点？ A. 增加电流和降低电压 B. 增加电压和降低电流 C. 保持电压和电流比例 D. 提供可变电压输出 答案: B. 增加电压和降低电流。 解析: 升压变压器从初级到次级绕组增加电压，同时按比例减少电流。 三.常考习题练习与讲解 选择题 1.变压器的主要功能是将__________传递到次级绕组。 答案: 磁通量（磁通） 解析: 变压器的铁心通过有效地传递由初级绕组产生的磁通量到次级绕组，以实现电能的传输。 三.常考习题练习与讲解 填空题 2. 变压器工作的基础是__________。 答案: 电磁感应定律 解析: 变压器利用电磁感应定律，即当磁通量发生变化时，绕组中会感应出电动势，从而传输电能。 3. 变压器的输出电压与初级和次级绕组的__________成正比。 答案: 匝数比 解析: 输出电压直接取决于初级绕组与次级绕组的匝数比，即 N₁/N₂。 三.常考习题练习与讲解 填空题 4.Y-Δ连接的变压器确保各相电流的__________。 答案: 平衡分布 解析: Y-Δ连接在三相变压器中用于确保各相电流的平衡分布，有助于维持系统的稳定性。 三.常考习题练习与讲解 填空题 5. 自耦变压器常用于提供可变__________。 答案: 输出电压 解析: 自耦变压器通过单一绕组和多个接点来实现可变输出电压，适用于一些特定的电力和电子设备。 三.常考习题练习与讲解 填空题 1变压器的铁心主要功能是减少涡流。( ) 答案: 错误。 解析: 变压器的铁心主要功能是提高磁路的磁导率，从而减少磁阻，促进磁通的传递。 三.常考习题练习与讲解 判断题 2.变压器工作的基本原理是根据欧姆定律。( ) 答案: 错误。 解析: 变压器的工作原理是根据电磁感应定律，即磁通量的变化引起感应电动势，从而传输电能。 三.常考习题练习与讲解 判断题 3.匝数比决定了变压器的输出电压。( ) 答案: 正确。 解析: 变压器的输出电压与初级和次级绕组的匝数比成正比关系。 4Y-Δ连接的变压器会导致初级电流高于次级电流。( ) 答案: 错误。 解析: Y-Δ连接的变压器中，各相电流平衡，不会导致初级电流高于次级电流。 三.常考习题练习与讲解 判断题 5.自耦变压器常用于隔离高压电路。( ) 答案: 错误。 解析: 自耦变压器主要用于提供可变输出电压，而不是用于隔离高压电路。 6.铜损耗是影响变压器效率的主要因素。( ) 答案: 正确。 解析: 铜损耗是因为绕组内电阻导致的热损耗，对变压器效率有显著影响。 三.常考习题练习与讲解 判断题 1.变压器的主要作用是什么？ 答案: 变压器的主要作用是将电能从一个电路传输到另一个电路，通过变换电压和电流来实现。 四.课内练习与讲解 2.变压器的工作原理是什么？ 答案: 变压器利用电磁感应定律，即磁通量的变化会引起绕组中的感应电动势，从而实现电能的传输和变换。 四.课内练习与讲解 3.什么是变压器的铁心，其作用是什么？ 答案: 变压器的铁心是由硅钢片叠压而成的磁路构件，主要作用是提高磁路的磁导率，从而减少磁阻，促进磁通量的传输。 四.课内练习与讲解 4. 变压器的输出电压与哪些因素有关？ 答案: 变压器的输出电压与初级绕组和次级绕组的匝数比成正比，即 N₁/N₂。 四.课内练习与讲解 5.Y-Δ连接在变压器中的应用是什么？ 答案: Y-Δ连接在三相变压器中用于确保各相电流的平衡分布，有助于提高系统的稳定性。 四.课内练习与讲解 6自耦变压器是什么？它有哪些应用？ 答案: 自耦变压器是一种具有单一绕组和多个接点的变压器，常用于需要提供可变输出电压的应用，如调节电源或调速电机。 四.课内练习与讲解 7.变压器的效率如何影响其设计和选择？ 答案: 变压器的效率直接影响其热损耗和电能转换效率，设计时需权衡材料成本、尺寸和性能，选择时需考虑实际工作条件和经济性。 四.课内练习与讲解 8.变压器在电力系统中的作用是什么？ 答案: 变压器在电力系统中用于电能的传输、分配和变换，使得电能从发电厂输送到用户端时能够在合适的电压和电流下进行。 四.课内练习与讲解 四.课内练习与讲解 9.什么是变压器的铜损耗和铁损耗？ 答案: 变压器的铜损耗是由于绕组内电阻而产生的热损耗，铁损耗是由于铁心在磁化和反磁化过程中产生的热损耗。 四.课内练习与讲解 10.变压器的冷却系统有哪些常见类型？ 答案: 变压器的冷却系统包括自然冷却（油浸式）、强迫冷却（风冷式或水冷式）等，根据功率大小和工作环境选择不同的冷却方式。 四.课内练习与讲解 11.什么是变压器的短路阻抗？它对电力系统有何影响？ 答案: 变压器的短路阻抗是指在短路条件下，变压器对电流的阻抗大小。它影响系统的短路电流水平和稳定性，是电力系统设计和运行中重要的参数。 五.课程小结 在本节课中，我们了解了数控铣床和加工中心的输入装置、数控系统、伺服系统、辅助控制装置以及机床本体的结构。我们深入掌握了数控铣床和加工中心的工作原理、分类及特点，包括其自动化程度、加工精度、加工效率等方面。通过学习这些知识点，我们可以更好地理解数控铣床和加工中心的运行原理和特点，为日后的实际应用提供基础。 在变压器课程的学习中，关键知识点包括铁芯在传递磁通量中的作用和电磁耦合原理，以及单相变压器输出电压计算和匝数比例影响、三相变压器的Y-Δ连接方式及其提供的不同电压输出，还有特殊变压器如自耦变压器的结构特征及仪用互感器在电路测量与保护装置中的应用。课程涵盖了变压器的基础工作原理、计算应用及实际场景，为学生建立全面理解和应用变压器技术的能力打下坚实基础。 五.课程小结 重点复习知识点 1磁通量和铁芯：理解铁芯在变压器中传递磁通量的重要性。 分析铁芯材料选择对变压器性能的影响。 2.电磁耦合：掌握电磁耦合原理及其在变压器中的应用。 理解匝数比例对电压变化的作用。 3.单相变压器：计算输出电压的方法和影响因素，如匝数比例和负载特性。 分析铁芯损耗和铜损的识别及其对效率的影响。 4.三相变压器：各种连接方式（如Y-Δ连接）的特性及适用场景。 三相系统中平衡和相位关系对变压器运行的重要性。 5.特殊变压器：自耦变压器的结构特征及其应用案例。 仪用互感器在电路测量和保护装置中的角色和使用方法。 感谢观看 $$