了解變壓器的用途和結(jié)構(gòu)了解變壓器的分類及型號掌握變壓器的應(yīng)

學(xué)習(xí)目標(biāo)與要求了解變壓器的用途和結(jié)構(gòu)了解變壓器的分類及型號掌握變壓器的應(yīng)用掌握同名端異名端的概念

以及確定同名端異名端的實驗方法.變壓器是一種常見的靜止電氣設(shè)備,可用來把某種數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一種數(shù)值的交變電壓.此外，還可變電流和變阻抗。實例1：市電給6V小燈泡供電方案(a)電阻器分壓供電方案(b)變壓器降壓供電方案圖5.1兩種供電方案變壓器的用途實例2：電力變壓器發(fā)電廠變電所用戶輸電配電5.1變壓器的工作原理5.1.1變壓器的分類及型號（課本76頁）1.按電壓的升降分類：有升壓變壓器和降壓變壓器兩種。2.按相數(shù)分類：有單相變壓器、三相變壓器及多相變壓器。3.按用途分類：有用于供配電系統(tǒng)中的電力變壓器；有用于測量和繼電保護的儀用變壓器（電壓互感器和電流互感器）；有產(chǎn)生高電壓供電設(shè)備的耐壓試驗用的試驗變壓器；有電爐變壓器、電焊變壓器和整流變壓器等特殊用途的變壓器。4.按冷卻方式及冷卻的介質(zhì)分類：有以空氣冷卻的干式變壓器；有以油冷卻的油浸變壓器；有以水冷卻的水冷式變壓器。目前我國生產(chǎn)的中小型變壓器主要有S5、SL5、SF5、SZ5、SZL5等系列。這些符號的含義是：

S——三相；D——單相；F——風(fēng)冷；W——水冷；

Z——有載調(diào)壓；L——鋁線圈變壓器。例如：某變壓器型號為

S

L

7———500/10

高壓側(cè)電壓10kV

額定容量SN=500kV·A

設(shè)計序號為7

鋁線圈三相變壓器變壓器的分類和型號（課本77頁）變壓器的結(jié)構(gòu)由于它的使用場合、工作要求及制造等原因有所不同，結(jié)構(gòu)多種多樣，但其基本結(jié)構(gòu)都相類似，均由鐵心和線圈（或稱繞組）組成.與電源連接的為原繞組(初級繞組、一次繞組），與負載相連的為副繞組（次級繞組、二次繞組）5.1.2變壓器的結(jié)構(gòu)（課本77頁）(a)變壓器模型(b)符號變壓器結(jié)構(gòu)示意圖及表示符號變壓器的結(jié)構(gòu)-圖解(a)芯式變壓器（b）殼式變壓器變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的結(jié)構(gòu)-圖解注：

變壓器除了鐵芯和線圈外，還有散熱裝置5.1.3變壓器的額定值

變壓器的額定值是保證變壓器能夠長期可靠地運行工作，并且有良好的工作性能的技術(shù)限額，它也是廠家設(shè)計制造和試驗變壓器的依據(jù)，其內(nèi)容包括以下幾個方面：1.額定容量SN(單位為V·A或kV·A)。SN是變壓器在額定狀態(tài)下所能輸送的容量（視在功率）：對于單相變壓器SN=U2NI2N

（5.27）對于三相變壓器SN=U2NI2N（5.28）注：變壓器的額定容量是視在功率而不是有功功率變壓器應(yīng)接入的電源頻率。我國電力系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)頻率為50Hz。2.額定電壓U1N/U2N(單位為V或kV)。一次額定電壓是根據(jù)絕緣強度，指變壓器長時間運行所能承受的工作電壓。二次額定電壓定義為：一次加額定電壓，二次線圈開路（空載）時的端電壓。三相變壓器額定電壓一律指線電壓。3.額定電流I1N/I2N

(單位為A)。指變壓器在額定容量和允許溫升條件，長時間通過的電流。三相變壓器額定電流一律指線電流4.額定頻率fN5.溫升溫升是指變壓器在額定運行情況時，允許超出周圍環(huán)境超出周圍環(huán)境溫度的數(shù)值。5.2.1空載運行和電壓變換（課本82頁）uU1U20Z2s原繞組、一次繞組、初級繞組；副繞組、二次繞組、次級繞組；輸入電壓U1、輸出電壓U2（空載時為U20)、一次線圈匝數(shù)N1、二次線圈匝數(shù)N2空載運行的結(jié)論：k為變壓器的變比，等于一次、二次線圈匝數(shù)比（為常數(shù)）（變壓原理，NI>N2降壓，相反，則升壓）～N1N25.2變壓器的應(yīng)用（課本81頁）變壓器負載運行

端電壓均隨負載的增大（電阻的減?。┒陆担腋行载撦d端電壓下降程度較阻性負載大變壓器外特性曲線自耦調(diào)壓器，其結(jié)構(gòu)特點是副繞組為原繞組的一部分。原、副邊電壓之比是實驗室中常用的調(diào)壓器就是一種可改變副繞組匝數(shù)的自耦變壓器，其外形和實際電路如下圖所示。應(yīng)用一自耦變壓器(a)符號(b)外形(c)實際電路自耦調(diào)壓器自耦變壓器-圖解應(yīng)用二電壓互感器(a)構(gòu)造(b)接線圖電壓互感器工作原理：U1/U2=K，所以U1=KU2。（1）使測量儀表與高壓電路分開，以保證工作安全；（2）擴大測量儀表的量程(用低量程的電壓表測高電壓)。電壓互感器-使用一次繞組電流I1、二次繞組電流I2I1U1U2Z2I2k為變壓器的變比，等于一次、二次線圈匝數(shù)比（為常數(shù)）（變電流原理）5.2.2負載運行和電流變換（課本83頁）u～應(yīng)用一電流互感器(a)構(gòu)造(b)接線圖工作原理：由于（Ki稱為變流比）所以I1=KiI2為了安全起見應(yīng)采?。海?）電流互感器副線圈的一端和鐵殼必須接地。（2）使用電流互感器時，副繞組電路是不允許斷開的。電流互感器(a)構(gòu)造(b)接線圖工作原理：由于（Ki稱為變流比）所以I1=KiI2電流互感器-使用電流互感器-使用基本工作原理其中r為電源的內(nèi)阻、E為外電阻ERr當(dāng)r＝R時，即為電源的內(nèi)阻等于外電阻時，電源輸出功率最大。

這時稱阻抗匹配。變阻抗意義：5.2.3阻抗變換（課本85頁）設(shè)變壓器二次線圈接一阻抗為Z2的負載:I1U1U2Z2I2這時，從一次線圈看進去的阻抗，即為反映到一次線圈的等效阻抗為Z1Z15.2.3阻抗變換（課本85頁）這時，相當(dāng)于接入電路中的阻抗為Z1；而不是Z2，其中Z2ururZ1基本工作原理——變阻抗解:(1)由題意，得U=10V，r=400Ω，|Z2|=4Ω,揚聲器得到的電壓U2：ur【例】已知某收音機輸出電壓為10V，輸出阻抗為400Ω,揚聲器阻抗為4Ω

求（1）將揚聲器與收音機直接連接，揚聲器獲得的功率

（2）用變壓器進行阻抗匹配，則變壓器的變比及揚聲器獲得的功率。Z2阻抗變換作用舉例解:(2)由題意，得U=10V，r=400Ω，|Z2|=4Ω,|Z1|=400Ω【例】已知某收音機輸出電壓為10V，輸出阻抗為400Ω,揚聲器阻抗為4Ω

求（1）將揚聲器與收音機直接連接，揚聲器獲得的功率

（2）用變壓器進行阻抗匹配，則變壓器的變比及揚聲器獲得的功率。揚聲器獲得得功率P等于r獲得的功率：Z2urZ1ruZ1阻抗變換作用舉例基本工作原理——變阻抗解:由題意，N1=600,N2=30,|Z2|=16Ω,|Z2|=4Ω,求N2【例5.2】已知某收音機輸出變壓器的一次線圈匝數(shù)N1=600匝,二次線圈匝數(shù)N2=30匝,原接阻抗為16Ω的揚聲器.先要改成4Ω的揚聲器.試問二次線圈匝數(shù)該如何改變.

Z2urZ1ruZ1‘‘5.2.4變壓器的外特性及變壓器的效率圖5.16變壓器的外特性變壓器的外特性：在輸入電壓不變的情況下，輸出電壓U2隨輸出電流I2變化的曲線由變壓器的外特性曲線可得：變壓器在負載運行時，隨著負載的增加，副繞組的輸出電壓U2將會降低【例】某照明變壓器的額定容量為500V·A，額定電壓為220V/36V。求：（1）原、副邊的額定電流；（2）在副邊最多可接36V、100W的白熾燈幾盞？解