4.1单相变压器（课件）-《电工电子技术与技能》同步教学（高教版）

单相变压器 理解单相变压器工作原理 了解三相变压器和特殊变压器 单相变压器 变压器模块 变压器 绕组 01 02 铁心 铁心 初级绕组 次级绕组 01 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，铁心一般由0.35mm厚的冷轧硅钢片叠成。 变压器 硅钢片 02 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。 变压器一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）。 变压器 漆包线 变压器的变电压规律 匝数/匝 匝数比 电压/V 电压比 匝数比 与电压比的关系 一次绕组 （N1) 二次绕组 （N2) N1/N2 一次电压 （U1） 二次电压 （U2） U1/U2 1000 100 10 220 22 10 相等 1000 100 10 110 11 10 相等 500 100 5 220 44 5 相等 500 100 5 110 22 5 相等 在不计各种损耗的情况下，变压器的变电压关系为 U1/U2=N1/N2=K 其中U1、U2分别为一次、二次电压值；N1、N2分别为一次绕组、二次绕组的匝数；K称为变压比。 变压器的变电流规律 理想状态下，变电器的变电流关系为： I1/I2=N2/N1=1/K 匝数/匝 匝数比 电流/A 电流比 匝数比 与电流比的关系 一次绕组 （N1) 二次绕组 （N2) N1/N2 一次侧电流 （I1） 二次侧电流 （I2） I1/I2 1000 500 2 2.75 5.5 0.5 互为倒数 1000 400 2.5 1.76 4.4 0.4 互为倒数 1000 200 5 0.44 2.2 0.2 互为倒数 载获得最大功率的条件是负载阻抗等于信号源的内阻，称之为阻抗匹配。 在实际工作中，负载的阻抗与信号源内阻一般不相等，就需要利用变压器进行进行阻抗匹配，使负载获得最大功率。 设|Z1|为变压器一次绕组输入阻抗，|Z2|为二次绕组负载阻抗，则有 |Z1|=K2|Z2| 通过上式可知，负载阻抗通过变压器接电源时，相当于该阻抗增加为K2倍。 变压器的变阻抗规律 相当于用电设备，希望变压器的损耗小，效率高。 变压器 对电网 ① 对负载 ② 单击此处添加标题 相当于一个电源，要求其供电电压稳定。 变压器运行特性的主要指标： 效率 输出电压的稳定性 变压器的外特性 变压器的外特性是指一次电压为额定值U1N、负载功率因数cosφ一定时，二次侧端电压U2随负载电流I2变化的关系曲线。 随着二次侧所接负载的数量增加： 对于纯电阻负载，端电压下降较少 对于电感性负载，端电压下降则较多 对于电容性负载，端电压反而是上升的 变压器的损耗和效率 变压器 损耗 铁损耗 铜损耗 变压器的损耗和效率 磁滞损耗 涡流损耗 铁损耗 变压器铁心中的磁滞损耗和涡流损耗称为铁损耗，它的值在电源电压和频率不变时固定不变，所以也称为不变损耗。 变压器的损耗和效率 变压器绕组有电阻，电流通过电阻时，在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。 铜损耗的大小随负载的变化而变化称为可变损耗。 变压器的效率是指它的输出有功功率P2与输入有功功率P1的比值： 变压器的损耗和效率 变压器的效率比较高，一般电力变压器的效率都在95%以上。 同一台变压器在不同负载下效率也不同，当铜损耗等于铁损耗时，效率最高。 要提高变压器的运行效率，变压器不应该工作在空载、轻载或过载的状态。 三相电力变压器 铁芯和绕组 油箱及冷却装置 保护装置 绝缘套管 分接开关 铭牌和型号 铭牌是了解和使用变压器的依据，上面标有名称、型号、规格、出厂日期、制造厂等字样。 型号表示变压器的结构特点、额定容量和高压绕组的电压等级。 三相电力变压器 额定电压U1N/U2N： U1N是指变压器正常工作时加载一次绕组上的电压，U2N是指一次侧加U1N，变压器空载时二次绕组的电压值，单位是V或KV 额定电流I1N/I2N： I1N和I2N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。额定电流是指线电流，单位是A。 三相电力变压器 额定电压SN： SN是指变压器额定的视在功率，即设计功率，通常称为容量，在三相变压器中，SN是指三相总容量，单位为V·A或K·VA。 单相变压器： 三相变压器： 在电工测量中被测量的电荷经常是高电压或大电流，为保证测量者的安全及仪表的标准化，必须将待测电压或电流按一定比例降低，以便于测量。 仪用 互感器 电压互感器 电流互感器 1、电流互感器 电流互感器N1<N2,可以将线路上的大电流变为小电流进行测量，被测电流的大小等于二次侧电流表的读数与电流比的乘积，通常其二次绕组的额定电流为5A。 （a）外形 （b）测量电路 2、电压互感器 电压互感器N2<N1，可将线路上的高电压变为低电压来测量，被测电压的大小等于二次侧电压表的读数与比变压比的乘积，通常规定其二次绕组的额定电压为100V。 （a）外形 （b）测量电路 注意 电流互感器的二次侧可以短路，但不能开路 低压互感器的二次侧可以开路，但不能短路 为保证工作人员及设备的安全电流电压互感器的铁心及二次绕组的一端都必须可靠接地 自耦变压器 自耦变压器变压原理与普通变压器相同，改变抽头位置即可在二次绕组获得所需电压。与同容量的自耦变压器相比，抽头做成滑动触头，即可构成自偶调压器。自耦调压器既可以升压也可以降压。 自耦变压器 升压原理图 自耦变压器 降压原理图 注意 在使用过程中，一次、二次绕组的电压不能接错，一次、二次绕组的公共端接中性线，最好能接地。 低压侧的电气设备也要具备高压侧的绝缘等级，使用前输出电压要调至零，接通电源后，慢慢转动手柄，调节所需的电压。 安全照明变压器不允许采用自耦变压器，不宜作为安全电源来使用。 Lavf59.34.101 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$