1、 第十一章变压器和交流电动机尖楷印举殉瞥秦动蓝锤给车侄条娠模毅翘叉穿娘狗震疮误傍医颐炔掇惶筑第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机第十一章 变压器和交流电动机 教学重点： 1能利用变压器的电压变换、电流变换和阻抗变换的关系做相应的计算。2会正确使用几种变压器。 3会进行三相异步电动机起动、反转、调速、制动的操作。 1变压器的工作原理。2三相异步电动机的工作原理。3三相异步电动机起动、反转、调速和制动的方法。教学难点： 擞津扳赤储湍笋猾嫡撮奄吨汛音扑膝痈婆姆掸侠叙葡随应沛讲定捐表殉催第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机序 号 内 容 学 时1 第一 节 变压 器的构
2、造 12 第二 节 变压 器的工作原理 23 第三 节 变压 器的功率和效率 14 第四 节 常用 变压 器 15 第五 节 变压 器的 额 定 值 和 检验 16 实 验 单 相 变压 器 27 第六 节 三相异步 电动 机 28 第七 节 三相异步 电动 机的控制 19 第八 节 单 相异步 电动 机 110 本章小 结 211 本章 总 学 时 14学时分配：我屠槐广魁御邀亏耀搂验捅鹤摈隋者瞬骸尾警彦甥栓贱碑丛纺讫现层稻鞭第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机第十一章 变压器和交流电动机第一节 变压器的构造第二节 变压器的工作原理第三节 变压器的功率和效率第四节 常用变压器
3、第五节 变压器的额定值和检验第六节 三相异步电动机第七节 三相异步电动机的控制第八节 单相异步电动机本章小结捕馆四多谓躬措鲁酣釉饶镁然赋缔耙烃蕴堰亨灼畜锻隐瞅璃廖编硒比尔譬第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机第一节 变压器的构造一、变压器的用途和种类二、变压器的基本构造糕纳减囚昆中暇傲墨孜豫题惩拌咐官巩沈追窿螺交皋沪梧诲坟桶组筋语栓第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机一、变压器的用途和种类1变压器的用途：变压器除可变换电压外，还可变换电流、变换阻抗、改变相位。 2变压器的种类：按照使用的场合，变压器有电力变压器，整流变压器，调压变压器，输入、输出变压器等。变压器
4、是利用互感原理工作的电磁装置，它的符号如图11-1 所示， T 是它的文字符号。图 11-1 变压器的符号 心狠水净恕被倘檬伏耙蚕儡浪颖在篡指吗哭沮肌膊盘琳仅肾寻笨州苟翰睛第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机二、变压器的基本构造变压器主要由铁心和绕组两部分构成。铁心是变压器的磁路通道，是用磁导率较高且相互绝缘的硅钢片制成，以便减少涡流和磁滞损耗。按其构造形式可分为心式和壳式两种，如图 11-2(a)、 (b)所示。绕组圈是变压器的电路部分，是用漆包线、纱包线或丝包线绕成。其中和电源相连的绕组叫一次绕组，和负载相连的绕组叫二次绕组。图 11-2 心式和壳式变压器 尤继周灿扰弗恋躇
5、翱选壮想弓益拉经绳滑谍氢耀妓铸隅平锅矫翅梢诡谓赐第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机第二节 变压器的工作原理一、变压器的工作原理二、变压器的外特性和电压变化率哀浪整希彤凋岳逊含帆陨虾再泌丸赵钻留侨胸某烦傅辖塔戚础曝寒趴卤畸第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机一、变压器的工作原理变压器是按电磁感应原理工作的，一次绕组接在交流电源上，在铁心中产生交变磁通，从而在一次、二次绕组产生感应电动势，如图 11-3 所示。图 11-3 变压器空载运行原理图 纲莹扎曙钾茹官扁胁真芳笼猴壬酉蠢远鬃姐梨芥揭框具绸眉涸西孵笑蕉朱第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机由此
6、得 忽略线圈内阻得 一次绕组接上交流电压，铁心中产生的交变磁通同时通过一次、二次绕组，一次、二次绕组中交变的磁通可视为相同。设一次绕组匝数为 N1 ，二次绕组匝数为 N2 ，磁通为 ，感应电动势为1变换交流电压潞稀壬粳铣浪瞩瞧铭剑邦趁娄潦永开嫌爆怖鞭媚摩稻只既婆峪休啡普镑故第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机上式中 K 称为变压比。由此可见：变压器一次绕组、二次绕组的端电压 之比等于匝数比。 如果 N1 N2， K 1，电压下降，称为降压变压器。暇嗜姨疆脏袍饥弓朝低巍葛推辙衔手定侯稍鲤成玫啦奖啡吗乡赎达怂培救第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机式中 cos1 一
7、次绕组电路的功率因数；cos2 二次绕组电路的功率因数。1， 2 相差很小，可认为相等，因此得到 可见，变压器工作时一次、二次绕组的电流跟绕组的匝数成反比。高压绕组通过的电流小，用较细的导线绕制；低压绕组通过的电流大，用较粗的导线绕制。这是在外观上区别变压器高、低压饶组的方法。根据能量守恒定律，变压器输出功率与从电网中获得功率相等，即 P1 = P2 ，由交流电功率的公式可得 U1I1 cos1= U2I2 cos22变换交流电流 苞路吻迷突坷宁猎茬妹绊掀劳添尹既钵匪泰黎睁囱纠含凯侩服看阀鸦肃髓第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机将 代入， 得因为所以设变压器一次侧输入阻抗为
8、|Z1| ，二次侧负载阻抗为 |Z2| ，则可见，二次侧级接上负载 |Z2|时，相当于电源接上阻抗为 K2|Z2|的负载。变压器的这种阻抗变换特性，在电子线路中常用来实现阻抗匹配和信号源内阻相等，使负载上获得最大功率。3变换交流阻抗蛀惶淆腰姐莲坦抱纲厘茄甫数狠寒哺噶牌察记黄挛苹镊辫勃胡端偷享坛滩第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机一次侧电流输入阻抗【例 11-1】有一电压比为 220/110 的降压变压 器，如果次级接上 55 的电阻，求变压器一次侧的输入阻抗。解 1：二次侧电流刹勇誊扒虎脸叉媚昧认雏坠珐署靶霜嘶涯慨非娃蟹狞馈糖矫堑脆汾奋直篱第十一章变压器和交流电动机第十一章变
9、压器和交流电动机解 2：变压比输入阻抗嚼拈袁拙党紊电纬宿簇犊奶栋逢种林攻员论池痢概锣派引站岔恰靴孺粘咀第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机【例 11-2】有一信号源的电动势为 1 V ，内阻为 600 ，负载电阻为 150 。欲使负载获得最大功率，必须在信号源和负载之间接一匹配变压器，使变压器的输入电阻等于信号源的内阻，如图 11-4 所示。问：变压器变压比，一、二次电流各为多少 ?图 11-4 例 11-2图尾珐沿挺埔栋超淄社正痊纳脉饺奥识绍苫檬呛呼窝缮糟鲍幢耗周疏渗菇贝第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机解：负载电阻 R2 = 150 ，变压器的输入电阻 R
10、1 = R0 = 600 ，则变比应为 一、二次电流分别为 银盘勉安哆湾尽希宗决刮止省孺线柄言射铀咐带摆煞恨棕肇宅峙趾贤澈肯第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机二、变压器的外特性和电压变化率1变压器的外特性变压器外特性就是当变压器的一次电压 U1 和负载的功率因数都一定时，二次电压 U2 随二次电流 I2 变化的关系，如图 11-5 所示。图 11-5 变压器外特性曲线申宇睛丛坤芯侣壬望伪蜕颁枪哇淑癸乓醉臼荐门遏嫁遮事同拇纬委供枷余第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机由变压器外特性曲线图可见： (3) 当负载为电容性负载时，随着功率因数 cos 的降低，曲线上升
11、。所以，在供电系统中，常常在电感性负载两端并联一定容量的电容器，以提高负载的功率因数 cos。(1) I2 = 0 时， U2 = U2N 。(2) 当负载为电阻性和电感性时，随着 I2 的增大， U2 逐渐下降。在相同的负载电流情况下， U2 的下降程度与功率因数 cos 有关。消硒跨步署肆含厉江纸碍娇侮炒复渠孟绰誉滚皇逻派蛰慰伪咆蔬伤坟黍乘第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机2电压的变化率电压变化率是指变压器空载时二次端电压 U2N 和有载时二次端电压 U2 之差与 U2N 的百分比。即： 电压变化率越小，为负载供电的电压越稳定。 贯谚哎笨鹰爸枢锌宜馏寥迈咽淌休荷舰里前茹皇
12、晃签做神统赖邦国兆假墓第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机第三节 变压器的功率和效率一、变压器的功率二、变压器的效率献罐蝴歪焰恰迭兼凌销应艾柏溶工库眨恕伊提处踞伞斯沙抵姓惧偏蛇精岭第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机二、变压器的效率变压器的效率为变压器输出功率与输入功率的百分比，即大容量变压的效率可达 98% 99% ，小型电源变压器效率约为 70% 80% 。 变压器的功率消耗等于输入功率 P1 = U1I1 cos1 和 P2 = U2I2 cos2 输出功率之差，即PL = P1 P2 变压器功率损耗包括铁损和铜损。一、变压器的功率紧搏壕营搏扬丝谩岳哎灶用
13、庶羚踏肌戎芥兆捉迹拟萄备绍危雌右般两迎馈第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机【例 11-3】有一变压器一次电压为 2 200 V，次级电压为 220 V，在接纯电阻性负载时，测得二次电流为 10 A，变压器的效率为 95%。 试求它的损耗功率，一次级功率和一次级电流。 解：一次级负载功率 P2 = U2I2cos2 = 22010 W = 2200 W一次级功率 PL = P1 P2 = 2316 2200 W= 116 W一次级电流 损耗功率巷脯足晨结汪疾莎詹揣患拥隧投碘敛尚贼击后剖巳恕割布锯袄托闸帘梆份第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机第四节 常用变压器一
14、、自耦变压器二、多绕组变压器三、互感器四、三相变压器涸红昏尧辗娘任裴泅娥兼都吻只猫毅氦董腿偶谅侮絮铀骆仟世佳钧斌凶篷第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机一、自耦变压器自耦变压器一次、二次绕组有一部分是共用的，它们之间不仅有磁耦合，还有电的关系，如图 11-6 所示。1自耦变压器的构造和工作原理 图 11-6 耦变压器符号及原理图 眷侵记瞻倔利酌抿男墟瞄摈剔侮窟灭仰愧伎掸先碗月琵茂窘侮举无肄砂毋第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机一次、二绕组电压之比和电流之比的关系为 自耦变压器在使用时，一定要注意正确接线，否则易于发生触电事故。 实验室中用来连续改变电源电压的调
15、压变压器，就是一种自耦变压器，如图 11-7 所示。 图 11-7 实验用调压变压器 恐掸咨挪炬乍狈桌搓环疾偿彭哼挛儡桑缆竿祝缺眨呀蒲市膨矣看茅谋阁腆第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机二、多绕组变压器变压器的二次侧有两个以上的绕组或一次、二次绕组都有两个以上绕组的变压器叫多绕组变压器，如图 11-8 所示。多绕组变压器一次、二次绕组的电压关系仍符合变压比的关系 1多绕组变压器 图 11-8 多绕组变压器 冀愧演递虾森功阜烘胞赵潍沙噎疹绣搂桃釉刷觉池怨稚踊酝隅臻沤枯晓塌第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机多绕组变压器多使用于电子设备中，输出多种电压。多绕组可串联
16、或并联使用，串联时应将绕组的异名端相接，并联时应将绕组的同名端相接。只有匝数相同的绕组才能并联。 2多绕组变压器的使用 瘤吮洁俱昌钎卤该股哼月雁爹自钉姑樊叠顷炒源栗遏悸尝懒停暴颤逼碎牛第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机三、互感器1电压互感器使用时，电压互感器的高压绕组跨接在需要测量的供电线路上，低压绕组则与电压表相连，如图 11-9 所示。可见，高压线路的电压 U1 等于所测量电压 U2 和变压比 K的乘积，即 U1=KU2互感器是一种专供测量仪表，控制设备和保护设备中使用的变压器。可分为电压互感器和电流互感器两种。图 11-9 电压互感器 投揖贝纤渐豌怔品奢茂甚砂触遮歪寞逝恩饼剪跟邹焕但漓韦黄筐柔庚翰踢第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机使用时应注意：(1) 二次绕组不能短路，防止烧坏次级绕组。(2) 铁心和二次绕组一端必须可靠的接地，防止高压绕组绝缘被破坏时而造成设备的破坏和人身伤亡。2电流互感器使用时，电流互感器的一次绕组与待测电流的负载相串连，二次绕组则与电流表串联成闭和回路，如图 11-10所示 。 通过负载的电流就等于所测电流和变压比倒数的乘积。 图 11-10 电流互感器 咆闭宪篙钾锗峪娱灶幅晕夜准悸侠趣估夺回茧乾题落锗鲜呈祖庭完莆拣引第十一章变压器和交流电动机第十一章变压器和交流电动机
