中級維修電工培訓變壓器部分

1、變壓器部分學習變壓器的原因?qū)W習變壓器的原因 大型發(fā)電機發(fā)出的交流電壓達幾萬伏，遠距離輸大型發(fā)電機發(fā)出的交流電壓達幾萬伏，遠距離輸電卻需要高達幾十萬伏或幾百萬伏的電壓，各種用電電卻需要高達幾十萬伏或幾百萬伏的電壓，各種用電設備所需電壓又各不相同，電燈、電飯堡、洗衣機等設備所需電壓又各不相同，電燈、電飯堡、洗衣機等家用電器需要家用電器需要220伏電壓，機床上照明燈需要伏電壓，機床上照明燈需要36伏電伏電壓，一般半導體收音機電源電壓不超過壓，一般半導體收音機電源電壓不超過10伏，而電視伏，而電視機顯像管卻需要機顯像管卻需要10000V以上電壓。交流便于改變電壓，以上電壓。交流便于改變電壓，以適應各種

2、不同的需要。以適應各種不同的需要。變壓器就是改變交流電壓的變壓器就是改變交流電壓的設備設備。本節(jié)課我們學習有關變壓器的知識。本節(jié)課我們學習有關變壓器的知識。第五章第五章 變壓器變壓器一變壓器的外形及電原理圖一變壓器的外形及電原理圖二、變壓器分類二、變壓器分類 變壓器種類很多，按其用途不同可分為:1、電力變壓器：輸配電系統(tǒng)中升壓或降壓用。2、特速用途變壓器：電爐變壓器、電焊變壓器、整流變壓器等。3、儀用變壓器：電流互感器、電壓互感器等。4、試驗變壓器：如電器設備的耐壓試驗。5、控制變壓器：用于自動控制系統(tǒng)中。變壓器種類雖多，但基本原理和結構是一樣的。 四、變壓器的額定值、四、變壓器的額定值、 損

3、耗和效率損耗和效率 變壓器負載運行時，原線圈的有功功率為P1=U1I1cos1,副線圈給負載輸出的有功功率為 P2=U2I2cos2，這里cos2 為負載的功率因數(shù)。 變壓器的額定容量為副邊額定電壓和副邊額定電流乘積 Se=U2eI2e額定容量的單位為VA或kVA(伏安或千伏安）。 變壓器的額定電壓， 是指變壓器在額定情況下運行時， 原線圈應加的電壓及原線圈加上額定電壓時副邊的空載電壓。 輸入的有功功率和輸出的有功功率之差， 就是變壓器的損耗。 變壓器的效率為 = 100%在接近滿載時效率最高。小型變壓器的效率為80%90%，大型變壓器的效率可達98%左右。 12PP二、變壓器的構造二、變壓器

4、的構造1.1.示意圖示意圖 U U1 1U U2 2 n n1 1n n2 2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯2.2.電路圖中符號電路圖中符號n n1 1n n2 23.3.構造：構造：（1 1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）（絕緣硅鋼片疊合而成）（2 2）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用）原線圈（初級線圈）：其匝數(shù)用n n1 1表示表示（3 3）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用）副線圈（次級線圈）：其匝數(shù)用n n2 2表示表示（4 4）輸入電壓：）輸入電壓：U U1 1; ; 輸出電壓：輸出電壓：U U2 2. .4. 4. 線圈特性線圈特性變壓器工作變壓器工作時，高壓線圈匝數(shù)多而通過的

5、時，高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細的導線繞制；電流小，可用較細的導線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應當用較粗的導線繞制。大，應當用較粗的導線繞制。 這也是判定高壓線圈和低壓線這也是判定高壓線圈和低壓線圈的一種方法。圈的一種方法。三變壓器的工作原理三變壓器的工作原理 變壓器通過閉合鐵芯，利用變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場能（變化的磁場）再到到磁場能（變化的磁場）再到電能（電能（ U2、I2）轉化。）轉化。 U1U2n1n2原線圈原線圈副線圈副線圈鐵芯鐵芯閉合鐵芯實現(xiàn)了電能閉合鐵芯實現(xiàn)了電能磁場能磁場能 電

6、能的轉換，由于原副線電能的轉換，由于原副線圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉圈中的電流共同產(chǎn)生的磁通量絕大部分通過鐵芯，使能量在轉換過程中損失很小，為了便于研究，物理學中引入了一種理想換過程中損失很小，為了便于研究，物理學中引入了一種理想化模型化模型理想變壓器。即略去原、副線圈中的電阻和各種電理想變壓器。即略去原、副線圈中的電阻和各種電磁能損失的變壓器。磁能損失的變壓器。（2）變壓器的變流比變壓器中一、二次繞組的電流之比為：KNNII11221 即變壓器一、二次繞組的電流與繞組的匝數(shù)成反比。 與電源相聯(lián)的稱為一次繞組（又稱原邊繞組）,與負載相聯(lián)的稱為二次繞組（又稱副邊繞組）

7、。一次繞組、二次繞組的匝數(shù)分別為N1和N2。（1）變壓器的變壓比變壓器中一、二次繞組的電壓之比為:KNNEEUU212121lI1N1N2U1E1U2E2I2ZL（1）理想變壓器的空載運行）理想變壓器的空載運行四、變壓器的空載運行四、變壓器的空載運行 變壓器原線圈接上額定的交變電壓，副線圈開路不接負載， 稱為空載運行，如圖 所示?？蛰d電流和電壓的相位相差90，空載電流和磁通相位相同。（2）實際變壓器的空載運行）實際變壓器的空載運行 U1U2 n1n2鐵芯鐵芯空載電流和電壓的相位差小于90，空載電流超前磁通一個鐵損耗角。五、變壓器的負載運行五、變壓器的負載運行六、變壓器的空載試驗和短路試驗六、變

8、壓器的空載試驗和短路試驗v1.空載試驗 高壓側開路，低壓側加壓，功率因數(shù)很低。v2.短路試驗 低壓側短路，高壓側從零加壓逐漸升高。七、變壓器的聯(lián)結組別七、變壓器的聯(lián)結組別v1.聯(lián)結方法 高低壓繞組作星形聯(lián)結時，用符號“Y”或“y”表示，聯(lián)結時，用符號“D”或“d”表示，高壓繞組聯(lián)結符號寫在前面，低壓繞組聯(lián)結符號寫在后面，中間以逗號隔開。如果星形聯(lián)結的中性點是向外引出的，高壓用YN表示，低壓用yn表示，如YN，d表示高壓繞組作星形聯(lián)結，并引出中性點，低壓繞組作三角形聯(lián)結。v2.聯(lián)結組v由于三相繞組可以采用不同的聯(lián)結，使得三相變壓器一、二次繞組中的線電動勢會出現(xiàn)不同的相位差，無論如何聯(lián)結相位差總是

9、30的倍數(shù)。因此采用鐘表上的12個數(shù)字來表示相位差，把高壓側的線電動勢的相量作為分針，始終指著“12”這個數(shù)字，而以低壓側線電動勢相量作為時針，它所指的數(shù)字即表示高、低壓側線電動勢相量間的相位差。這個數(shù)字稱為三相變壓器聯(lián)結組的“標號”。（a a）Y Y，y y0 0（b b）Y Y，y y6 6（c c）Y Y，d d1 1（d d）Y Y，d d11113. 3.聯(lián)結組的判斷聯(lián)結組的判斷八、幾種常用變壓器八、幾種常用變壓器1.自耦變壓器自耦變壓器U2U1ABPU1U2n1n2升壓變壓器升壓變壓器n1n2U1U2降壓變壓器降壓變壓器 自耦變壓器的原邊電路與副邊電路共用一部分線圈，如圖上所示。原

10、、副邊之間除了有磁的聯(lián)系外，還有直接的電的聯(lián)系。這是自耦變壓器區(qū)別于一般變壓器的特點。 從圖 中看出，當原邊加上額定電壓后，若不考慮電阻的壓降和漏感電勢，則式中K為自耦變壓器的變壓比。 當自耦變壓器接上負載， 副邊有電流i2輸出時，有KNNUU212122121ikiNNi 上式表明，自耦變壓器中原、副邊電流的大小與線圈匝數(shù)成反比，且在相位上相差180。因此，自耦變壓器中， 原、副邊共同部分的電流為 i=i1+i2 考慮到i1與i2相位相反，故I=I2-I1。 當變比K接近1時，由于i1與i2數(shù)值相差不大，所以線圈公共部分電流I很小。因此，這部分線圈可用截面較小的導線，以節(jié)省材料。 自耦變壓器

11、的優(yōu)點是：構簡單，節(jié)省材料，效率高。 但這些優(yōu)點只有在變壓器變比不大的情況下才有意義。它的缺點是副線圈和原線圈有電的聯(lián)系，不能用于變比較大的場合（一般不大于2）。這是因為當副線圈斷開時，高電壓就串入低壓網(wǎng)絡，容易發(fā)生事故。 實驗室常用的調(diào)壓器，就是一種副線圈匝數(shù)可變的自耦變壓器， 如圖 所示。 這種調(diào)壓器端點可以滑動，所以能均勻地調(diào)節(jié)電壓。 該調(diào)壓器還可以做成三相的，容量一般為幾千伏安，電壓為幾百伏。 二、電力三相變壓器二、電力三相變壓器 電力工業(yè)中，輸配電都采用三相制。變換三相交流電電壓，則用三相變壓器。 axAXbyBYczCZabcABC(b)AXBYCZaxbycz 由于三相磁通對稱（

12、各相磁通幅值相等，相位互差120），所以通過中間鐵心的總磁通為零，故中間鐵心柱可以取消。這樣，實際制作時，通常把三個鐵心柱排列在同一平面。這種三相變壓器比三個單相變壓器組合效率高，成本低，體積小，因此應用廣泛。 三、電焊變壓器三、電焊變壓器 普通變壓器漏磁小，負載電流變化時，副邊電壓變化不大。 如圖 中的曲線所示。 電焊變壓器又叫交流弧焊機，是一種特殊變壓器，在其空載時，要有足夠的引弧電壓（約6575V），而電弧形成后，輸出電壓應迅速降低。 副邊即使短路（焊條碰在工件上），副邊電流也不應過大，即電焊變壓器應具有陡峭的外特性， 如圖中曲線所示。這樣， 當電弧電壓變化時，焊接電流變化并不顯著，電焊

13、比較穩(wěn)定。 U2Ie2I2O 為了得到這種外特性， 就要人為地增加它的漏磁通。因此， 電焊變壓器的原、副邊不是同心地套在一起，而是分裝在兩個鐵心柱上。有的在副邊電路中串聯(lián)一個鐵心電抗器， 改變電抗器的感抗（調(diào)節(jié)電抗器的空隙長度或其線圈匝數(shù)），即可得到不同的焊接電流。 1.磁分路動鐵式電焊變壓器 這種變壓器有三個鐵心柱，一個鐵心柱上繞有一次、二次繞組，另一個鐵心柱繞有電抗繞組，中間為可動鐵心，用來改變漏抗。改變二次繞組和電抗繞組的匝數(shù)?？梢愿淖兛蛰d電流，這是粗調(diào)，空載電壓升高則焊接電流增大。改變動鐵心位置，這是細調(diào)。動鐵心移入，漏抗增大，外特性變陡，焊接電流減小。 2.動圈式電焊變壓器：一次繞組

14、分為兩部分，固定在鐵心的底部；二次繞組也分為兩部分，可沿鐵心柱上下移動。改變一次、二次繞組的連接方式可以改變空載電壓，這是粗調(diào)。改變二次繞組的位置，這是細調(diào)。一次、二次繞組間距離增大，則漏抗增大，焊接電流減小。2.互感器互感器 A電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器V 高電壓 大電流八、交直流電焊機八、交直流電焊機1.直流電焊機 是一種差復勵直流發(fā)電機，根據(jù)其勵磁方式可分為：他勵加串勵去磁式、并勵加串勵去磁式、裂極式、換向極去磁式四種直流弧焊發(fā)電機。其特點是電弧穩(wěn)定，可使用各種焊條焊接各其特點是電弧穩(wěn)定，可使用各種焊條焊接各種碳鋼、合金鋼和有色金屬，缺點是制造麻煩、價格貴、體積大、噪種碳鋼、合金鋼和有色金屬，缺點是制造麻煩、價格貴、體積大、噪聲大，因此已逐漸被淘汰。聲大，因此已逐漸被淘汰。2.弧焊整流器 是一種直流弧焊電源。利用整流器將交流電變換為直流電，再經(jīng)調(diào)節(jié)裝置獲得電焊所需要的外特性。它具有制造工藝簡它具有制造工藝簡單、質(zhì)量輕、節(jié)省材料、效率高、空載損耗小、噪聲小、使用控制方單、質(zhì)量輕、節(jié)省材料、效率高、空載損耗小、噪聲