變壓器的原理

PAGEPAGE2理論課教案首頁課程名稱《電機與變壓器》課題名稱變壓器的原理課時2授課日期任課教師目標群體教學環(huán)境學習目標知識目標：掌握變壓器的空載運行及負載運行。職業(yè)通用能力目標：培養(yǎng)學生邏輯思維能力；2、培養(yǎng)學生利用知識解決實際問題能力；制造通用能力目標：激發(fā)學生學習本課程的興趣。學習重點變壓器的空載運行及負載運行學習難點變壓器的空載運行及負載運行教法、學法講授法、討論法、實例法教學媒體黑板教學、學習準備教師：查閱相關知識，提前備課。學生：提前預習PAGEPAGE5成都市技師學院理論課教案副頁教學環(huán)節(jié)教學內容教師活動學生活動時間變壓器的空載運行（一）空載運行時的物理情況（二）感應電動勢（三）空載電流和空載損耗（四）等效電路什么是空載運行：原繞組接交流電源時有電流通過，稱空載電流。交變的流過原繞組，產生磁動勢，產生通過繞組中心的交變的磁通，此磁通由單獨激勵，所以也稱為勵磁電流或激磁電流。圖1單相變壓器空載運行原理圖主磁通：絕大部分的磁通經由鐵心閉合，稱為主磁通，用表示。作用：主磁通與原、副繞組同時交鏈而傳遞能量。在原、副繞組中產生感應電動勢,。漏磁通：很少一部分磁通經由原繞組周圍的空氣或變壓器油閉合，它不是傳遞能量的載體，稱漏磁通，用表示。漏磁通在原繞組中感應電動勢。1．各電、磁量正方向的規(guī)定有利于討論各電、磁量的量值關系和相位關系。（1）原邊：視變壓器原邊為電源的負載，原邊電流的正方與電源電壓的正方向一致。（2）副邊：將副邊視為負載的電源，副邊電流的正方向由副邊電勢的正方向確定，副邊電壓的正方向依據副邊電流流過負載的壓降方向確定。（3）磁通：正方向與電流的正方向符合右手螺旋定則。（4）感應電動勢：正方向與磁通的正方向符合右手螺旋定則，實際方向由楞次定律確定。各電、磁量正方向見圖1.5。2．感應電動勢交流電壓產生交流磁通，有則原繞組感應電動勢有效值的數值為且在相位上以90°滯后于。用相量表示，有同理，E2在相位上也以90°滯后于Fm。用相量表示，有變壓器的原繞組有漏磁通鏈過，漏磁通也是按正弦規(guī)律變化的，同理有由于漏磁路主要由非磁性介質構成，可近似地看成線性磁路，其磁阻也可近似地看成常數，則漏電感L1s和漏電抗x1也可近似地看成常數，因此，漏感電勢可以看成是漏電抗上的壓降。3．電壓平衡關系據基爾霍夫電壓定律，得到原、副邊的電壓平衡方程式由于漏磁路磁阻很大，漏磁通很小，因此反映漏磁通的漏電感和漏電抗很小，I0Z1也很小，有由此看出，主磁通的大小主要決定與電源電壓的大小，只要電源電壓不變，主磁通維持不變，這是一個很重要的結論，對變壓器負載運行時仍然成立?？蛰d運行時，只有原繞組流過空載電流，所以勵磁電流也就是空載電流。由于鐵心采用高磁化能力、低渦流損耗和磁滯損耗的硅鋼片疊壓而成，空載電流是很小的，只占原邊額定電流的4%～10%，甚至更低。空載運行時，交變的磁通一方面在鐵心中產生渦流，另一方面使鐵磁材料中的磁疇隨磁場方向的交變而運動，其后果都會使鐵心發(fā)熱，將變壓器原邊吸收電源能量的一部分消耗掉。分別稱為渦流損耗和磁滯損耗，合稱為鐵損耗。用電路形式反映其電磁關系稱之為等效電路。漏感電勢可以看成是漏電抗上的壓降，即，再與空載電流在原繞組電阻上的壓降合并為一項，即漏阻抗壓降。原繞組通過空載電流，在鐵心中產生主磁通、產生鐵損耗，才會產生感應電動勢，實際上反映了主磁通和鐵損耗的大小，也可以仿照漏阻抗壓降的處理方式，認為在U1和f1不變時，F(xiàn)m恒定，可將zm視為常數。得由此得到空載運行時的等效電路。并進行空載運行時的定量分析。圖2單相變壓器空載運行等效電路借助圖形對空載