劳动出版社《电机变压器原理与维修》-B02-1158课题一 小型变压器
46页1、课题一 小型变压器,任务 小型变压器的认识,学习目标, 了解小型变压器的基本结构、 分类和用途。 掌握小型变压器的工作原理。 熟悉小型变压器的铭牌数据。 能够实现小型变压器的变压、 变流及阻抗变换。,任务引入,本任务将以 1 台小型控制变压器为例, 通过实验学习小型变压器是如何实现变压、 变流、 阻抗变换功能的。,相关知识,一、 小型变压器的基本结构 小型变压器一般都是单相变压器, 它们由铁心和绕组两个最基本的部分组成。, 铁心,铁心结构的基本形式及其特点和应用,小型变压器铁心的硅钢片 ) 字形 ) 字形 ) 字形, 绕组 绕组是变压器的电路部分, 常用绝缘铜线或铝线绕制而成。 接电源的绕组称为一次绕组或初级绕组, 简称原边, 与负载相接的绕组称为二次绕组或次级绕组, 简称副边。,小型芯式变压器的绕组结构,小型壳式变压器绕组结构形式,二、 变压器的分类和主要用途 变压器的作用是在交流电路中改变交变电压、 改变交变电流、 改变阻抗、 改变相位和电气隔离。 变压器还可以根据容量分为大型、 中型和小型。 其中, 小型变压器在日常生活中的应用更为广泛, 并且结构简单, 成本低, 使用维护方便。
2、,三、 小型变压器的工作原理 与电源相连的绕组称为一次绕组, 简称为原边 ( 匝数用 N1 表示) , 与负载相连的绕组称为二次绕组, 简称为副边 ( 匝数用 N2 表示) 。 根据副边是否连接负载, 变压器的运行方式可分为空载运行和负载运行。 为了分析方便, 把忽略绕组直流电阻、 铁心损耗、 漏磁通和磁饱和影响的变压器称为理想变压器。, 变压器空载运行 变压器空载运行是指变压器一次绕组加额定电压, 二次绕组开路的工作状态。 当一次绕组接上交流电源 u1 时, 在一次绕组中就会有电流 i0 流过, 在铁心中产生主磁通 m , 从而在一次绕组、 二次绕组中分别产生感应电动势 e1 和 e2, 如图所示。 u1 与 i0 的参考方向一致, i0 、 e1 、 e2 的参考方向与 m 的参考方向之间符合右手螺旋法则。,理想变压器空载运行,() 空载电流 i0 变压器空载运行时流过一次绕组的电流称为空载电流, 理想变压器的空载电流主要是产生铁心中的磁通, 所以空载电流也称为空载励磁电流。 () 电压和感应电动势的关系 因为理想变压器不考虑绕组的直流电阻和铁心的损耗,所以一次绕组的电压平衡方程式
3、为: 二次绕组的电压为 U20 , 由于二次绕组开路时无电流输出, 所以二次绕组的电压平衡方程式为:,(4)变压比 K 变压比的定义是变压器一次绕组的相电动势 E1 与二次绕组的相电动势 E2 之比,因为 U1=E1=4.44 f N1 m , U2 =E2=4.44 f N2 m ,所以: 当 N1 N2 ,即 K 1 时,变压器起降压作用;当 N1 = N2 ,K=1 时,变压器起隔离作用;当 N1 N2 ,即 K1 时,变压器起升压作用。, 变压器负载运行 变压器负载运行是变压器一次绕组加额定电压, 二次绕组接负载 Z 的工作状态, 如图所示, 二次绕组的电流 i2 流过负载 Z, 此时一次绕组的电流从空载电流 i0 增加到 i1 。如果负载阻抗变化, 则 i2 变化, i1 也随着变化。 换句话说, 变压器二次绕组所消耗的功率增加 ( 减少) 时, 一次绕组从电源处取得的功率也随着增加 ( 减少) 。,变压器负载运行,四、 小型变压器的铭牌数据 1额定电压 U1N/U2N U1N 是指变压器一次绕组的额定电压; U2N 是指一次绕组加额定电压时,二次绕组的开路电压,即 U20
4、,单位为 V。使用变压器时电源电压不得超出额定电压U1N 。 2额定电流 I1N / I2N I1N / I2N 是指变压器一次绕组、二次绕组连续运行所允许通过的电流,即在规定的环境温度和冷却条件下允许的满载电流值,单位为 A。,3额定容量 SN SN 是指变压器的视在功率,表示变压器在额定条件下的最大输出功率,其大小与变压器的额定电压和额定电流有关,也受到环境温度、冷却条件的影响。单相变压器额定容量 SN= U2N I2N,单位为 VA。 4额定频率 fN fN 是指变压器的电源频率,我国规定额定频率为 50 Hz。,任务 小型变压器的拆装和重绕,学习目标, 掌握小型变压器的设计制作方法。 掌握小型变压器的拆装方法。 掌握小型变压器的重绕方法。 能测量小型变压器的各种参数并通过检测判断其质量好坏。,任务引入,本任务在给定设备和相关材料基础之上, 完成变压器的拆装和线圈绕线工作。,相关知识,一、 小型单相变压器的设计制作 小型单相变压器的设计制作思路是: 由负载的大小确定其容量; 从负载侧所需电压的高低计算出两侧电压; 根据用户的使用要求及环境决定其材质和尺寸。 经过一系列的设计计算,
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