专题九 变压器绕组的极性（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题九 变压器绕组的极性（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.要求学生准确理解 “同名端” 的核心定义（同一瞬间感应电动势极性相同的端点），明确单相变压器绕组极性与绕向、磁通的关联逻辑。

2.强强调学生对极性判别方法的熟练掌握，包括单相变压器的直流法（接线方式、指针偏转判断）与交流法（串联原理、电压测量计算）。

3.注重考查学生的实操与工程应用能力，要求能规范完成极性判别实操（如直流法接线、数据记录），能分析极性错误对设备运行的影响。

4.聚焦 “概念定义 — 关联规律 — 判别方法”，不涉及复杂电磁理论推导（如感应电动势的定量计算），仅需掌握定性规律与实操方法，符合职高学生认知水平。

二、知识点梳理

一、单相变压器绕组的极性

变压器绕组的极性是指变压器一次、二次绕组中的感应电动势之间的相位关系。当一台单相变压器单独运行时,它的极性对于运行情况没有任何影响。一台三相变压器运行时,变压器绕组的极性问题对变压器的正常运行十分重要。

1.变压器绕组的极性

判断变压器绕组的极性,先从简单的单相变压器绕组开始,如图 2-5 所示。设 U1-U2 为一次绕组,u1-u2为二次绕组,它们的绕向相同。在同一交变磁通 Ф作用下,两绕组中同时产生感应电动势,在任何瞬间,两绕组中同时具有相同电动势极性的端子,称为同极性端(或同名端)。

也就是当一次绕组的某一端的瞬时电位为正时,二次绕组也同时有一个电位为正的对应端子,这两个对应端子就称为同极性端。同理,一次、二次绕组余下另两个端子也称为同极性端。

如图 2-5 中所示,当磁通 Φ增大时,根据楞次定律判断一次绕组中的感应电动勢是 U1端为正,即为高电位端。二次绕组中的感应电动势是 1 端为正。则 U1和 ul 端彼此是同极性端。同理,U2 和 u2 两端电位同时为负,即低电位端,彼此也是同极性端。反之,u1 和 U2、u2 和 U1 彼此称为异极性端(异名端)。

2.同极性端的标志

为便于变压器的连接,对变压器的同极性端要有标志。通常在对应的同极性端加一黑点“·"或星号“*"来标明。同极性端可能在一次、二次绕组的相对应端子,也可能不在相对应的端子,这取决于一次、二次绕组的绕向是否相同。一台变压器一次、二次绕组绕向相同的,对应端子是同极性端,绕向不同的,则对应端子是异极性端,如图 2-6 所示。

3.绕组端子的符号标志

国家规定了绕组端子符号标志,见表 2-1。

4.变压器组别表示法

当两个绕组均取上端为首端,下端为末端,且两个绕组的绕向相同时,如图 2-5 所示,则 U1和u1两个端子为同极性端。相应的两绕组电动势È1 和È2同相位。如果以È1为钟表的长针,È2为钟表的短针,则它们均指向钟面的“0”,相当于0点钟,称为组别0,标为I,I-0联结组(其中I,I表示单相变压器高、低压绕组)。

二、单相变压器绕组极性的判别

1.电压表法

图 2-7所示为电压表法判断变压器绕组的极性,在它的一次绕组上加适当的交流电压,二次绕组开路。工厂中常用36 V照明变压器输出的 36 V交流电压进行测试,测试时既方便,又安全。

2.灵敏电流计法

灵敏电流计法要用一个直流电源(通常用电池即可)和一只灵敏电流计,如图2-8所示。

按图 2-8(a)所示独立接法接好电流计,开关和电源。当合上开关S的瞬间,一次绕组的自感电动势 U1 为正,观察灵敏电流计 PA 的指针偏转方向,确定流人电流计的电流方向,以判断二次绕组感应电动势高的是哪一端。

图 2-8(b)所示串联接法,是将两绕组串联起来进行测试。测试时一定要进行两次,将串联的连接点调换一次。在两次测量中,电流计读数较大的一次,则连接点两个端子为异极性端。读数较小(或为零)的一次,则连接点两个端子为同极性端。

三、三相变压器绕组的极性及其判别

三相变压器共有六个绕组,其中属于同一相的一次,二次绕组的相对极性可按前面单相变压器的规定确定,用黑点"·"或星号"*"标明。同时还要标明三相变压器三个一次绕组和三个二次绕组的首末端,如图2-9所示。