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文件名称:电机与变压器(第六版)课件:单相变压器.pptx
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更新时间:2025-06-19
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文档摘要

§1-1变压器的分类、用途和结构

§1-2变压器的原理

§1-3单相变压器绕组的极性

§1-4小型单相变压器的设计(选学);一、PLC的特点

为提高电能的传输效率,需将同步发电机输出的400V、3.15kV、6.3kV、10.5kV电压通过变压器升压为110kV、220kV、330kV、500kV、765kV高压输电线路的电压。而电能被送到用电区后,又要根据用户的要求,通过降压变压器来降压,这种电压升降往往要通过多次才能达到要求。;如大型动力设备用电电压为10kV、6kV、3kV,小型动力设备和照明用电电压为380V、220V,潮湿和不安全处用电电压为36V、24V、12V、6V。所以变压器在电力系统中的用量是很大的,据统计,在电力系统中每1kW发电机功率需配备5~8kV·A容量的变压器。另外,还有可用作阻抗变换及其他用途的变压器,如自耦变压器和仪用互感器等。;一、变压器的分类和用途

变压器的种类很多,其常用的分类方法和主要用途见表。

变压器的分类方式还有很多,如电力变压器可分为升压变压器、降压变压器和配电变压器;按绕组个数不同可分为单绕组变压器、双绕组变压器、多绕组变压器;根据容量不同,可分为中小型变压器(6300kV·A)、大型变压器(8000~63000kV·A)、特大型变压器(63000kV·A)。;变压器常用的分类方法和主要用途;变压器常用的分类方法和主要用途;变压器常用的分类方法和主要用途;变压器常用的分类方法和主要用途;二、单相变压器的基本结构

单相变压器由彼此绝缘的薄硅钢片叠成的闭合铁芯以及绕在铁芯上的高、低压绕组两大部分组成。;1.?变压器绕组

(1)绕组的作用及材料

绕组是变压器的电路部分,小型变压器绕组一般用绝缘的漆包圆铜线绕制而成,容量稍大的变压器绕组则用扁铜线或扁铝线绕制而成。

(2)绕组命名

接电源的绕组称为一次绕组,也称为初级绕组;接负载的绕组称为二次绕组,也称为次级绕组。按绕组所接电压高低不同,绕组可分为高压绕组和低压绕组。;(3)绕组类型

按绕制的方式不同,绕组可分为同芯绕组和交叠绕组两种类型,绕组类型及特点见表。;2.?变压器铁芯

铁芯是主磁通的通道,也是安放绕组的骨架。

(1)铁芯材料选用

铁芯材料的质量直接影响到变压器的性能。

(2)铁芯类型

变压器的铁芯因绕组放置的位置不同,可分成芯式和壳式两种。

(3)铁芯柱与铁轭的装配工艺

铁芯由铁芯柱与铁轭构成,铁芯柱是铁芯安装绕组的部分,铁轭是连接铁芯柱形成闭合磁路的铁芯部分。;最简单的变压器是由一个闭合的铁芯和绕在铁芯上的两个匝数不等的绕组组成,与电源相连的绕组称为一次绕组;与负载相连的绕组称为二次绕组。一次绕组、二次绕组都是用绝缘的导线绕成。虽然一次绕组、二次绕组在电路上是相互分开的,但通过磁路,一次绕组和二次绕组相互联系,传递能量。根据二次绕组是否连接负载,变压器的运行可分为空载运行和负载运行。;一、变压器的空载运行

所谓变压器的空载运行就是变压器一次绕组加额定电压,二次绕组开路的工作状态。实际变压器在运行中要考虑到各种损耗,分析起来比较复杂。为了分析简单、方便,把不计绕组的电阻、铁芯的损耗、磁路中的漏磁通和磁饱和影响的变压器称为理想变压器。理想变压器只是一个纯电感电路,在一些近似的计算中常用理想变压器来分析。;1.?理想变压器空载运行

如图所示为理想变压器空载运行原理,各物理量参考方向如图所示。;2.?实际变压器空载运行

如图所示为实际变压器空载运行原理。;二、变压器的负载运行

单相变压器的负载运行是指单相变压器一次绕组加额定电压、二次绕组接负载的运行状态,主要分析变压器一次绕组、二次绕组间的电流关系。如图所示为单相变压器负载运行原理。;1.?磁动势平衡方程

电流流过线圈产生磁场,其磁场大小由线圈的匝数N和电流I决定,线圈匝数N和电流I的乘积NI称为磁动势。;2.?电压方程式

实际变压器的一次绕组、二次绕组之间不可能完全耦合,一次绕组的磁动势和二次绕组的磁动势除在磁路中共同建立主磁通外,一次绕组的磁动势还会产生只交链一次绕组的漏磁通,二次绕组的磁动势也会产生只交链二次绕组的漏磁通,分别在一次绕组、二次绕组上产生漏电动势,它们分别与绕组上流过的电流成正比,可用漏电抗XS1和XS2表示。同时,一次绕组、二次绕组上还都有内阻,绕组内阻和漏电抗组成了一次绕组、二次绕组的漏阻抗,分别用ZS1和ZS2表示。;3.?阻抗变换

变压器一次绕组接在交流电源上时,对电源来说变压器就相当于一个负载,其输入阻抗可用输入电压、输入电流来计算,即变压器的输入阻抗为Zl=U1/I1,而变压器的二次绕组输出端又接了负载,变压器的输出电压、输出电流与