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文件名称:电机与电气控制(第二版)课件:单相变压器的运行.pptx
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总页数:10 页
更新时间:2025-06-19
总字数:约2千字
文档摘要

1.了解变压器变电压、变电流、变阻抗的工作原理。2.熟悉单相变压器的外特性和效率特性。3.学会单相变压器参数的测定方法。4.学会单相变压器外特性的测定方法。学习目标单相变压器的运行

任务引入变压器在交流电路中的基本作用是利用电磁感应的原理实现改变电压、电流和阻抗的目的。为了合理、高效、安全、可靠地使用变压器,发挥变压器的最大作用,电气技术人员应该了解变压器改变电压、电流和阻抗的工作原理。本任务就通过完成变压器的空载试验、短路试验和带电阻性负载试验,掌握上述知识和技能。

相关知识?

2.变压器变电压的工作原理上式表明,变压器一次绕组与二次绕组的电压之比约等于匝数之比。当K>1时,U1>U20,变压器起降压作用;当K<1时,U1<U20,变压器起升压作用。变压器通过改变一次绕组和二次绕组的匝数之比,就可以很方便地改变输出电压的大小。

变压器负载运行原理图?

上式表明,变压器在改变电压的同时,电流也随之成反比例地变化,且一次电流与二次电流之比等于匝数的反比。

4.变压器变阻抗的工作原理上式表明负载阻抗ZL反映到电源侧的输入等效阻抗Z,其值扩大了K2倍。变压器变阻抗的原理a)变压器电路b)等效电路

二、变压器的基本方程式和等效电路1.变压器的基本方程式(1)根据图所示变压器负载运行时的电磁关系,可得一次绕组和二次绕组回路的电压方程式为:式中r1、r2一次、二次绕组的电阻;x1、x2与一次、二次绕组的漏磁通对应的漏电抗。

(2)根据变压器变比的定义,一次绕组与二次绕组中的电动势存在以下关系:(3)从负载阻抗上看,又有以下的电压关系:

(4)在上述电压方程式中,一次绕组和二次绕组中漏磁通产生的电动势写成了漏阻抗压降的形式。同理,主磁通在一次绕组中产生的电动势也可以写成空载励磁电流在等效励磁阻抗上的压降形式,即:式中rm反映铁损耗大小的等效电阻;xm反映主磁通与一次绕组电动势之间关系的等效电抗。(5)根据磁势平衡方程式,存在一次电流与二次电流之间的关系为:

2.变压器的折算所谓折算就是在保持磁动势和功率关系不变的原则下,把一次绕组和二次绕组换算成具有相同的匝数。通常是将实际的二次绕组折算成与一次绕组一样的匝数,简称为二次侧折算到一次侧。折算后的各量在符号的右上角加“′”来表示。折算后,变压器的基本方程式变为:

3.变压器的等效电路变压器各部分的等效电路

变压器的T形等效电路变压器的简化等效电路

4.变压器的相量图变压器感性负载的相量图变压器感性负载简化相量图

三、单相变压器的运行特性1.电压变化率和外特性(1)变压器的电压变化率由于实际变压器的一次绕组和二次绕组中,总是存在着内阻抗,负载电流通过这些内阻抗必然产生内部电压降,其输出电压会随负载电流的变化而变化。变压器的电压变化率可用下式近似计算:

(2)变压器的外特性变压器的外特性是指一次侧电压为额定值U1N,负载功率因数cosφ2一定时,二次侧端电压U2随负载电流I2变化的关系曲线,即U2=f(I2),如图所示。变压器的外特性

2.变压器的损耗和效率(1)变压器的损耗变压器在传输功率时,存在着两种基本损耗。其一是铜损耗pCu,它是一次绕组和二次绕组中的电流流过相应的电阻产生的,其值与电流的平方成正比。铜损耗的大小随负载的变化而变化,叫作可变损耗。设变压器额定工作时的铜损耗pCuN=pk,则:

变压器中的另外一种损耗是铁损耗pFe,它包括铁心中通过交变磁通引起的涡流损耗和磁滞损耗,其值与电流交变的频率和铁心中磁通量的最大值成正比。当电源电压和频率不变时,变压器铁心中的磁通量最大值基本不变,铁损耗也基本不变,与空载时的损耗p0大致相等,即pFe=p0,因此,把铁损耗称为不变损耗。变压器的总损耗为铜损耗和铁损耗之和,即:

(2)变压器的效率时,所以一般使铁损耗pFe等于额定铜损耗的1/4~1/3,对应的输出功率为额定容量的一半左右时,变压器的效率最高。

任务实施一、任务准备二、变压器的空载试验1.绘制变压器空载试验的电路图2.连接单相变压器空载试验的工作电路3.通电测试空载试验数据

三、变压器的短路试验1.绘制变压器短路试验的电路图2.连接单相变压器短路试验的工作电路3.通电测试短路试验数据四、变压器的电阻性负载试验1.绘制变压器电阻性负载试验的电路图2.连接单相变压器负载试验的工作电路3.通电测试电阻性负载的外特性

总结测评一、总结报告1.绘制实训的电路图。2.记录实训的过程、现象和数据结果。3.小结、体会和建议。

任务实施考核评分记录表二、任务测评(见表)