第3章磁路和变压器(讲课共2学时) 第1次课 变压器 、学时:2学时 目的和要求: 了解变压器构造、工作原理、用途及同名端的测定 三、重点 变压器的工作原理、作用、同名端的测定 四、难点: 变压器的电磁关系 五、教学方式:多媒体+实物 六、习题安排3.3.1、3.3.3、3.3.7 七、教学内容 3.3变压器(实物讲解) 结构 (1)绕组:构成变压器的电路部分 原绕组:与电源连接 副绕组:与负载连接 (2)铁心:构成变压器的磁路部分 (硅钢片迭压而成)减小涡流磁滞损耗与磁滞损耗 (3)其他:油箱、散热器、绝缘导管等。 2、工作原理:(回顾所学的电磁关系,右手螺旋定则) IF e220 (1)电压变换(空载状态,i=0,即iN2=0) 不计线圈电阻及漏感,有 U1≈E1=444/Nφm U2≈U20=E2=444M2m 因此 k k>1,降压k<1,升压 由于变压器有内阻抗压降,故满载时的电压应比空载时低5%~10% (2)电流变换(有载状态) 在空载或负载下,磁通Φ皿基本不变,因此,空载时的磁动势Ni和负载状态下铁 芯中的合成磁动势(Mi+i2)应近似相等。即 N,h1o=NI+N212 1=1o+(-212)=10+/2
第 3 章 磁路和变压器（讲课共 2 学时） 第 1 次课 变压器 一、学时：2 学时 二、目的和要求： 了解变压器构造、工作原理、用途及同名端的测定 三、重点： 变压器的工作原理、作用、同名端的测定 四、难点： 变压器的电磁关系 五、教学方式：多媒体＋实物 六、习题安排 3.3.1、3.3.3、3.3.7 七、教学内容： 3.3 变压器（实物讲解） 1、结构 （1）绕组 : 构成变压器的电路部分 原绕组: 与电源连接 副绕组: 与负载连接 （2）铁心：构成变压器的磁路部分 （硅钢片迭压而成）减小涡流磁滞损耗与磁滞损耗 （3）其他：油箱、散热器、绝缘导管等。 2、工作原理：（回顾所学的电磁关系，右手螺旋定则） （1）电压变换（空载状态， i2=0,即 i2N2=0） 不计线圈电阻及漏感，有: U1≈ E1=4.44fN1Φm U2≈U20= E2=4.44fN2Φm 因此： N N U U k 2 1 20 1 = ; k>1,降压 k<1, 升压。 由于变压器有内阻抗压降，故满载时的电压应比空载时低 5％～10％。 （2）电流变换（有载状态） 在空载或负载下，磁通Φm 基本不变，因此，空载时的磁动势 N1i0 和负载状态下铁 芯中的合成磁动势(N1i1+N2i2) 应近似相等。即： 1 10 1 1 2 2 N I N I N I = + 2 0 2 1 2 1 0 ( I ) I I N N I = I + − = +
在额定状态下可以将l0忽略不计,则有 N 12=-22 N 其有效值表示式有 11≈=12≈.12 (3)阻抗变换 2 7L=L 3.3.1变压器的阳抗变换 Z1== 22(M2,=K。z2 通过阻抗变换,可以使电路达到“匹配”状态,常用在电子电路中。 3.变压器的外特性: (1)U2=f(2)U不变 coral 3.3.2变压器的外特性 (2)电压调整率(电压变化率) 当负载增加时,通常希望电压U2的变动愈小愈好(电焊变压器除外),故从空载到 额定负载,变压器副边电压的变化程度用电压调整率来表示,即: △U= C×100%NU100%0(电压调整率为5%)
在额定状态下可以将 • 10 I 忽略不计，则有 2 1 2 1 2 I N N I I = − = 其有效值表示式有 I k I N N I 2 2 1 2 1 1 （3）阻抗变换 | | | | 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 K Z I U N N I U N N N N I U Z = • = = • = 通过阻抗变换，可以使电路达到 “匹配”状态，常用在电子电路中。 3．变压器的外特性： （1）U2=f（I2）|U1 不变 （2）电压调整率（电压变化率） 当负载增加时，通常希望电压 U2 的变动愈小愈好（电焊变压器除外），故从空载到 额定负载，变压器副边电压的变化程度用电压调整率来表示，即： ΔU= 100% 100% 20 20 20 2 = − U U U U U （电压调整率为 5%）
4、额定值、功率、效率 (1)U1、N、U2N、l2N 单相:SN=U2N2≈UhN/1N 三相:SN=√3U,、1 (3)温升:环境40°C时变压器绕组通过I时的最高允许温度。 (4)功率、效率 ①输入功率P1=U1l1 ②输出功率P2=U2l2cos ③R=B+AP+△Pe p2 ∵AP和AP较小,P1≈P2, P, p2+ APcu + ApE 效率通常在95%以上 5、特殊变压器 (1)自耦变压器(实物) 副绕组是原绕组的一部分;省料、体积小、成本低,调压时,在大范围能均匀输 出电压、使用方便,但原、副边有电的联系,使用时不够安全 (2)电流、电压互感器:钳形表用来测电压、电流(实物) (3)电焊变压器(简介) 6、变压器绕组同极性端(又称同名端)的判别:(用导线演示) (1)同名端:在变压器的原、副绕组中,根据右手螺旋定则瞬时极性相同的端,用“六 等来表示。若两绕组串联,提高电压;并联时提高电流,若接错,易烧毁变压器 (2)两种判别方法: ①绕向明确:当从同名端同时加流入方向的电流时,原、副边电流产生的磁通方向 ②绕向不明确:(实验方法) 直流法:根据瞬时电压变化情况判断。 交流法: 设Ul2=220V,U34=40V 把1、3相连测U24, 若U24=220-40=180V,则1、3是同名端 若U24=220+40=260V,则1、3不是同名
4、额定值、功率、效率 （1）U1、I1N、U2N、I2N （2）SN 单相：SN=U2NI2N≈U1NI1N 三相：SN= N N U I 3 2 2 （3）温升：环境 C 0 40 时变压器绕组通过 IN 时的最高允许温度。 （4）功率、效率 ①输入功率 P1=U1I1 ②输出功率 P2= 2 2 2 U I cos ③ P1 = P2 + Pcu + PFe p pCU pFe p p p + + = = 2 2 1 2 ∵ Pcu和PFe较小，P1 P2 ， 效率通常在 95％以上。 5、特殊变压器 （1）自耦变压器（实物） 副绕组是原绕组的一部分；省料、体积小、成本低 ，调压时，在大范围能均匀输 出电压、使用方便，但原、副边有电的联系，使用时不够安全。 （2）电流、电压互感器：钳形表用来测电压、电流（实物） （3）电焊变压器（简介） 6、变压器绕组同极性端（又称同名端）的判别：（用导线演示） （1）同名端：在变压器的原、副绕组中，根据右手螺旋定则瞬时极性相同的端，用 “＊” 等来表示。若两绕组串联，提高电压;并联时提高电流， 若接错，易烧毁变压器。 （2）两种判别方法： ①绕向明确；当从同名端同时加流入方向的电流时，原、副边电流产生的磁通方向 一致。 ②绕向不明确：（实验方法） 直流法：根据瞬时电压变化情况判断。 交流法： 1 3 2 4 设 U12＝220V，U34＝40V， 把 1、3 相连测 U24， 若 U24＝220－40＝180V，则 1、3 是同名端。 若 U24＝220＋40＝260V，则 1、3 不是同名端