第4章单相变压器

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1、河南科技学院机电学院第第 4 章章 单相变压器单相变压器4.1 变压器的变压器的结构结构与原理与原理4.2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行4.6 变压器的参数测定变压器的参数测定4.4 变压器的运行特性变压器的运行特性4.5 标幺值标幺值4.1 变压器的变压器的结构结构与原理与原理4.2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行4.6 变压器的参数测定变压器的参数测定4.4 变压器的运行特性变压器的运行特性4.5 标幺值标幺值电机拖动电机拖动4.3 单相变压器的负载运行单相变压器的负载运行4.3 单相变压器的负载运行单相变压器的负载运行第第 4章章 单相变压器单相变压器河南科技学院机

2、电学院 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理 变压器是利用电磁感应原理，将某一数值交流电压或电流转为另一数值的交流电压或电流(相同频率)的电磁转换装置，是进行电能传递的静止电器。4.1.1 4.1.1 变压器的应用及分类变压器的应用及分类 1. 1. 变压器的应用变压器的应用 作为电能传输或信号传输的装置，变压器在电力系统和自动化控制系统中得到了广泛的应用。 （1）在电力系统中，变压器是电能输配的主要电气设备.。 （2）在电子线路中，变压器还用来耦合、传递信号，并进行阻抗匹配。 （3）从节能方面考虑，用高压输电较为经济。 （4）从输电电压等级方面考虑，电网电压等级有 35、110、

3、220、500kV 等，而发电机端电压因受绝缘及制造技术上的限制，远远不能达到这样高的电压等级。 （5）从用电安全、降低用电设备的绝缘等级及降低制造成本方面考虑，必须用降压变压器将输电线路上的高电压降低到配电系统的电压等级，然后再经过配电变压器将电压降低到用电器的额定电压以供使用。大型动力负荷一般采用3kV或6kV，而小型动力负荷采用380V，单相动力负荷和照明采用220V。 第第 4章章 单相变压器单相变压器 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理 4.1.1 4.1.1 变压器的应用及分类变压器的应用及分类 河南科技学院机电学院2.2.变压器的分类变压器的分类 容量小的只有几伏安

4、，大的可达到数十万千伏安；电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。如按变压器的用途来分类，几种应用最广泛的变压器为： (1)电力变压器：供输配电系统中升压或降压用的变压器，这种变压器在工矿企业中用得最多，是常见而又十分重要的电气设备，有单相和三相之分。 (2)特殊电源用变压器：如电炉变压器、电焊变压器和整流变压器。 (3)仪用互感器：供测量和继电保护用的变压器，如电压互感器和电流互感器。 (4)试验变压器：供电气设备作耐压试验用的变压器，如做高压实验的高压变压器。 (5)调压器：能均匀调节输出电压的变压器，如自耦调压器。 (6)控制用变压器。用于自动控制系统中的小功率变压器。 4.1.2 4.1.

5、2 单相变压器的工作原理单相变压器的工作原理 变压器是转换交流电能的一种电气设备，它通过磁路的耦合作用将交流电从一次侧送到二次侧，利用一次侧和二次侧绕组（或相同，但一般是不同的）使二次侧输出的电压和电流等级与一次侧的不一样。如图4.1所示，两个绕组之间只有磁的耦合，而没有电的联系。 u2u1i1i2 1 2一次一次绕组绕组二次二次绕组绕组 施加：施加：u1i1 N1 i1 1 e 1e1e2u2i2 N2 i2 2 e 2 L 1 L 2 ZL第第 4章章 单相变压器单相变压器 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理e2e 2e1e 1河南科技学院机电学院河南科技学院机电学院第第 4

6、章章 单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器变压器线圈变压器线圈4.1.2 单相变压器的工作原理单相变压器的工作原理1.主磁通主磁通 既交链一次绕组又交链二次绕组的磁通称为主磁通 ,作用是把一次侧的能量传递到二次侧，是能量传递的媒介。主磁通的量值一般都很大。2 2.漏磁通漏磁通 仅交链于自身绕组的磁通称为漏磁通，其作用是把电源或信号源的能量转换成磁能，储存在线圈中，然后再转换成电能返回去。漏磁通的量值一般相对主磁通小得多。3.3.工作原理工作原理 根据电磁感应定律，在原、副边绕组便会感应出电动势，分别为： 电动势比为： ， ， 若磁通、电

7、动势均按正弦规律变化，用有效值之间的比值来表示，则k称为变压器的变比，也称为匝比。 若不计铁心以及导线电阻损耗，根据能量守恒原理，可得则 第第 4章章 单相单相 变压器变压器 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理河南科技学院机电学院 u2u1i1i2 1 2一次一次绕组绕组二次二次绕组绕组ZLe2e 2e1e 111ddeNt 22ddeNt 21eek 12EkE2211UIUIkNNEEIIUU2121122111eu22ue4.1.3 4.1.3 变压器的结构变压器的结构 铁心和绕组两个基本部分组成的器身，确保变压器运行安全的辅助器件。1.1.变压器器铁心变压器器铁心 由硅钢

8、片叠成或非晶合金制成。 2.2.绕组绕组 绕组是能量转换的重要部件,用绝缘圆导线或扁导线绕成。3.3.其他其他 外壳、油箱、油、油枕、绝缘套管等。 12341432奇奇数数层层偶偶数数层层第第 4章章 单相变压器单相变压器 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理河南科技学院机电学院 E E 形硅钢片形硅钢片 绝缘纸绝缘纸 I I 形硅钢片形硅钢片 纸板纸板支架支架河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器变压器铁心及绕组变压器铁心及绕组CD CD 型铁心型铁心ED ED 型铁心型铁心SD SD 型铁心型铁心XCD XCD 型铁心型铁心铁铁 心心河南科技学院机电学院第第 4

9、章章 单相变压器单相变压器C C 型浇注立式变压器型浇注立式变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器变压器绕组变压器绕组R R 型变压器型变压器大电流变压器大电流变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器壳式变压器壳式变压器磁心变压器磁心变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器插片式变压器插片式变压器磁心环形变压器磁心环形变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 变压器变压器电源变压器电源变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器各种小型变压器各种小型变压器河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器铁铁心心柱

10、柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222(1) (1) 心式变压器心式变压器低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组 (a) 单相心式变压器示意图单相心式变压器示意图 (b) 单相心式变压器示意图单相心式变压器示意图 第第 4章章 单相变压器单相变压器 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理 4.1.3 4.1.3 变压器的结构变压器的结构河南科技学院机电学院铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122 (2)(2)单相壳式变压器单相壳式变压器 单相式壳变压器示意图单相式壳变压器示意图 河南科技学院机电学院第第 4章章 单相变压器单相变压器特种变压器特种变压器第第 4章章 单相变

11、压器单相变压器河南科技学院机电学院隔离变压器隔离变压器第第 4章章 单相变压器单相变压器河南科技学院机电学院电源用变压器电源用变压器单相变压器单相变压器第第 4章章 变压器变压器河南科技学院机电学院3.3.其他其他 外壳、油箱、油、油枕、绝缘套管等。大容量变压器的器身放在盛有绝缘油的油箱中，这样的变压器称为油浸式变压器。 第第 4章章 单相变压器单相变压器 4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理 4.1.3 4.1.3 变压器的结构变压器的结构河南科技学院机电学院图4.4 油浸式变压器外形图第第 4 章章 单相变压器单相变压器4.1 4.1 变压器的工作原理变压器的工作原理河南科技学