中級(jí)維修電工培訓(xùn)變壓器部分.ppt

1、變壓器部分,中級(jí)維修電工,學(xué)習(xí)變壓器的原因 大型發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電壓達(dá)幾萬伏，遠(yuǎn)距離輸電卻需要高達(dá)幾十萬伏或幾百萬伏的電壓，各種用電設(shè)備所需電壓又各不相同，電燈、電飯堡、洗衣機(jī)等家用電器需要220伏電壓，機(jī)床上照明燈需要36伏電壓，一般半導(dǎo)體收音機(jī)電源電壓不超過10伏，而電視機(jī)顯像管卻需要10000V以上電壓。交流便于改變電壓，以適應(yīng)各種不同的需要。變壓器就是改變交流電壓的設(shè)備。本節(jié)課我們學(xué)習(xí)有關(guān)變壓器的知識(shí)。,第五章 變壓器,一變壓器的外形及電原理圖,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、

2、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(yàn)變壓器：如電器設(shè)備的耐壓試驗(yàn)。 5、控制變壓器：用于自動(dòng)控制系統(tǒng)中。 變壓器種類雖多，但基本原理和結(jié)構(gòu)是一樣的。,四、變壓器的額定值、 損耗和效率 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，原線圈的有功功率為P1=U1I1cos1,副線圈給負(fù)載輸出的有功功率為 P2=U2I2cos2，這里cos2 為負(fù)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(yùn)行時(shí)， 原線圈應(yīng)加的電壓及原線圈加上額定電壓時(shí)副邊的空載電壓。 ,輸入的有

3、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(shí)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(dá)98%左右。,二、變壓器的構(gòu)造,2.電路圖中符號(hào),3.構(gòu)造：,（1）閉合鐵芯 （絕緣硅鋼片疊合而成）,（2）原線圈（初級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n1表示,（3）副線圈（次級(jí)線圈）：其匝數(shù)用n2表示,（4）輸入電壓：U1; 輸出電壓：U2.,4. 線圈特性變壓器工作時(shí)，高壓線圈匝數(shù)多而通過的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制；低壓線圈匝數(shù)少而通過的電流大，應(yīng)當(dāng)用較粗的導(dǎo)線繞制。 這也是判定高壓線圈和低壓線圈的一種方法。,三變壓器的工作原理,變壓器通過閉合鐵芯，

4、利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了電能（U1、I1）到磁場(chǎng)能（變化的磁場(chǎng)）再到電能（ U2、I2）轉(zhuǎn)化。,閉合鐵芯實(shí)現(xiàn)了電能磁場(chǎng)能 電能的轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換過程中損失很小，為了便于研究，物理學(xué)中引入了一種理想化模型理想變壓器。即略去原、副線圈中的電阻和各種電磁能損失的變壓器。,（2）變壓器的變流比 變壓器中一、二次繞組 的電流之比為：,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(fù)載相聯(lián)的稱為二次繞組（又稱副邊繞組）。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

5、之比為:,（1）理想變壓器的空載運(yùn)行,四、變壓器的空載運(yùn)行,變壓器原線圈接上額定的交變電壓，副線圈開路不接負(fù)載， 稱為空載運(yùn)行，如圖 所示。,空載電流和電壓的相位相差90，空載電流和磁通相位相同。,（2）實(shí)際變壓器的空載運(yùn)行,U1,U2 ,n1,n2,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(gè)鐵損耗角。,五、變壓器的負(fù)載運(yùn)行,六、變壓器的空載試驗(yàn)和短路試驗(yàn),1.空載試驗(yàn) 高壓側(cè)開路，低壓側(cè)加壓，功率因數(shù)很低。 2.短路試驗(yàn) 低壓側(cè)短路，高壓側(cè)從零加壓逐漸升高。,七、變壓器的聯(lián)結(jié)組別,1.聯(lián)結(jié)方法 高低壓繞組作星形聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)“Y”或“y”表示，聯(lián)結(jié)時(shí)，用符號(hào)“D”或“d”表示

6、，高壓繞組聯(lián)結(jié)符號(hào)寫在前面，低壓繞組聯(lián)結(jié)符號(hào)寫在后面，中間以逗號(hào)隔開。如果星形聯(lián)結(jié)的中性點(diǎn)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(jié)，并引出中性點(diǎn)，低壓繞組作三角形聯(lián)結(jié)。,2.聯(lián)結(jié)組 由于三相繞組可以采用不同的聯(lián)結(jié)，使得三相變壓器一、二次繞組中的線電動(dòng)勢(shì)會(huì)出現(xiàn)不同的相位差，無論如何聯(lián)結(jié)相位差總是30的倍數(shù)。因此采用鐘表上的12個(gè)數(shù)字來表示相位差，把高壓側(cè)的線電動(dòng)勢(shì)的相量作為分針，始終指著“12”這個(gè)數(shù)字，而以低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量作為時(shí)針，它所指的數(shù)字即表示高、低壓側(cè)線電動(dòng)勢(shì)相量間的相位差。這個(gè)數(shù)字稱為三相變壓器聯(lián)結(jié)組的“標(biāo)號(hào)”。,（a）Y，y0（b）Y，y6（

7、c）Y，d1（d）Y，d11,3.聯(lián)結(jié)組的判斷,八、幾種常用變壓器,1.自耦變壓器,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、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(diǎn)。 從圖 中看出，當(dāng)原邊加上額定電壓后，若不考慮電阻的壓降和漏感電勢(shì)，則 式中K為自耦變壓器的變壓比。 當(dāng)自耦變壓器接上負(fù)載， 副邊有電流i2輸出時(shí)，有 ,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(dāng)變比K接近1時(shí)，由于i1

8、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(dǎo)線，以節(jié)省材料。,自耦變壓器的優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省材料，效率高。 但這些優(yōu)點(diǎn)只有在變壓器變比不大的情況下才有意義。它的缺點(diǎn)是副線圈和原線圈有電的聯(lián)系，不能用于變比較大的場(chǎng)合（一般不大于2）。這是因?yàn)楫?dāng)副線圈斷開時(shí)，高電壓就串入低壓網(wǎng)絡(luò)，容易發(fā)生事故。 實(shí)驗(yàn)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(diǎn)可以滑動(dòng)，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 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

9、壓器。 ,由于三相磁通對(duì)稱（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(shí)際制作時(shí)，通常把三個(gè)鐵心柱排列在同一平面。這種三相變壓器比三個(gè)單相變壓器組合效率高，成本低，體積小，因此應(yīng)用廣泛。,三、電焊變壓器 普通變壓器漏磁小，負(fù)載電流變化時(shí)，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(jī)，是一種特殊變壓器，在其空載時(shí)，要有足夠的引弧電壓（約6575V），而電弧形成后，輸出電壓應(yīng)迅速降低。 副邊即使短路（焊條碰在工件上），副邊電流也不應(yīng)過大，即電焊變壓器應(yīng)具有陡峭的外特性， 如圖中曲線所示。這樣， 當(dāng)電弧電壓變化時(shí)，焊接電流變化

10、并不顯著，電焊比較穩(wěn)定。,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(gè)鐵心柱上。有的在副邊電路中串聯(lián)一個(gè)鐵心電抗器， 改變電抗器的感抗（調(diào)節(jié)電抗器的空隙長(zhǎng)度或其線圈匝數(shù)），即可得到不同的焊接電流。 1.磁分路動(dòng)鐵式電焊變壓器 這種變壓器有三個(gè)鐵心柱，一個(gè)鐵心柱上繞有一次、二次繞組，另一個(gè)鐵心柱繞有電抗繞組，中間為可動(dòng)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(dòng)鐵心位置，這是細(xì)調(diào)。動(dòng)鐵心移入，漏抗增大，外特性變陡，焊接電流減小。 2.動(dòng)圈式電焊變壓器：一次繞組分為兩部分，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(dòng)。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(xì)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,電流互感器,電壓互感器,高電壓 大電流,八、交直流電焊機(jī),1.直流電焊機(jī) 是一種差復(fù)勵(lì)直流發(fā)電機(jī)，根據(jù)其勵(lì)磁方式可分為：他勵(lì)加串勵(lì)去磁式、并勵(lì)加串勵(lì)去磁式、裂極式、換向極去磁式四種直流弧焊發(fā)電機(jī)。其特點(diǎn)