1.2变压器复原及参数测量概论

1、电机检测与拆装一体化教学教案 第页 电机检测与拆装一体化教学教案（首页） 鹹量 一 . 变原 相复 单与 5 师 教 标 目 学 级 中 巾 识标 知目 握 掌 掌 握 掌 解 理 掌 握 掌 握 掌 练 掌 握 掌 握 掌 练 熟 握 练 熟 点 学 木 表 欧 兆 教学过程设计 间配 一盟 教师活动&教学内容 学生活动&工作任务 【任务引入】 任务描述：现场提供上节课拆开的变压器1 台，木槌1把，一字螺丝刀1把、薄钢尺1个。 绕线机1台。通过对变压器的组装，掌握变 压器的制作方法-一导线的绕制和硅钢片的 安装。 任务引入：情境导入 复原后测量一些参数，说明变压器的损坏程 度。测量变压器一二

2、次侧绕组的电阻，判断 绕组是否短路或断路；绕组与铁芯的绝缘电 阻的大小说明绝缘良好与否。 分发元器件： 每个学生携带自己的万用表，然后按组分发 变压器器材，强调兆欧表注意事项。 【讲授基本知识】 1、根据用电的实际需要求岀变压器的输出总 视在功率PS,诺二次侧为多绕组时，则输出 总视在功率为二次侧各绕组输出视在功率的 总和： PS=U2 I2+U3I3 +Unln 式中U2 U3Un二次侧各绕组电压有 效值(V)； 12 13In一一二次侧各绕组电压有效值 (V)： 2、输入视在功率PS1及输入电流11的计算， 子任务一：明确工作任务 根据任务安排结合任务书确左学习 目标 根据任务目标进行小组

3、分组和角色 分配，组长领取元器件并分发。 子任务二：学习基础理论知识 20分钟 教学过程设计 教师活动&教学内容学生活动&工作任务 变圧器负载时，由于绕组电阻发热损耗和铁 芯损耗，输入功率中有一部分被损耗掉，因 此变压器输入功率与输岀功率之间的关系 是： psi=ps/ n (W) 式中n变压器的效率。几总是小于1, 对于功率1KW以下的变压器：n=0.80.9。 知道变压器输入视在功率PS1后，就可以求 出输入电流II U=PS1 /U1X (1. 1 1.2) (A) 式中U1次侧的电压有效值(V), 一 般就是外加电源电压： 1. 11. 2考虑到变压器空载励磁电流大 小的经验系数。 3

4、、确定铁芯截面积S,小型单相变压器常用 的E型铁芯尺寸如(图1)所示。 它的中柱截而积S的大小与变压器总输出视 在功率有关，即： S=K0VPS (cm 2) 式中PS一变压器总输出功率(W) (图1E型铁芯) 学生听取教师介绍并默记。 时间 分配 20分钟 K0经验系数，苴大小与PS的关系可参考 学生练习，根据需要自己计算 (表1)来选用。 (表1系数K0参考值) PS(W) 0 10 50 500 1000 以上 10 50 500 1000 K0 2 2 1. 5 1. 4 1 教学过程设计 间配 一黠一 教师活动&教学内容 学生活动&工作任务 1.751.41.2 重点掌握计算方法，硅

5、钢片的选择 演示过程 根据计算所得的S值，还要实际情况来确定 铁芯尺寸a与b的大小，由图所得： S = aXb (cm 2 ) 式中a铁芯中柱宽(cm ) b铁芯净叠厚(cm ) 一般电机用热扎硅钢片D21D22取0.5 0. 7T。 如果不知道硅钢片的牌号，按经验可以将硅 钢片扭一扭，如硅钢片薄而脆的则磁性能较 好(俗称高硅)，Bm可取大些；若硅钢片厚 而软的，则磁性能较差(俗称低硅)，Bm可 取小些。一般Bm可取在0. 71T之间。 一般说来，Bm值取低限，将使匝数增加，用 铜量增加，费用增加，但也带来空载损耗小， 铁芯损耗小、绕组发热小、绝缘不易老化等 好处。另外，如果在取铁芯截而时，取

6、得稍 大些时，用铁量增加，则会使绕组匝数减小， 用铜量减小,即用铁量与用铜量成反比关系。 由于一般工频f=50Hz,于是上式可以改为： W0=45/BmS (匝/V) 根据计算所得W0值乘以每个绕组的电压，就 可以算得每个绕组的匝数W,即： W1=U1WO； W2=U2W0： W3=U3W0； 其中二次侧的绕组都应增加概的匝数以便补 偿负载时的电压降。 5、计算绕组的导线宜径d,先选取电流密度 j,求出各导线的截面积: St = I/j (mm2 ) 上式中电流密度一般选用j=23A / mm2, 变压器短时工作时可以取j=45A / mm2 0 如果取j =2. 5A / mm2时,则: 教

7、学过程设计 间配 一盟 教师活动&教学内容 学生活动&工作任务 d=0. 715 VI （mm） 6、核算，可分以下几种情况 （a）对应于铁芯配套的塑形模压件架（通常 由酚醛或尼龙等材料模压而成），英外形见 （图3）。王字形竹架便于高低压绕组可以分 开来绕制。 根据选立的窗高h计算绕组每层可绕的匝数 njo nj = h （24mm） /d 式中d 一一包括绝缘厚的导线外径（mm）。 （b）对于自制的无边框框架 nj = 09 h （24mm） /d* 式中h一铁芯窗口高度； 0.9考虑到绕组框架两端各空出5%地位 不绕线； 24mm考虑到匝间绕得不够紧密的尺寸 裕量。 于是每组绕组需绕的层数

8、mj为： mj = W/ nj （层） 根据已知绕组的匝数、线径、绝缘厚度等条 件，来核算变压器绕组所占铁芯窗口的而积， 它应小于框架实际窗口，或铁芯实际窗口， 否则绕组有放不下的可能。 下图表示变压器一次侧绕组的绕制请况。变 压器铁心中柱外而套上由青壳纸或弹性纸做 成的框架，包上一层0.1mm的聚酯薄膜，厚 度为B0。在框架外而每绕一层绕组后，包上 层间绝缘，其厚度为对于较细的导线， 如0.2mm以下的导线一般采用一层厚度为 0. 05mm左右的聚酯薄膜；对于较粗的导线如 0. 2mm以上的导线，则采用厚度为0.05 0.08mm的聚酯薄膜。对再粗的导线可用厚度 介绍完毕以后，学生打开任务书

9、，独 立完成内容的填写，然后由老师来核 对内容的正确与否。 80分钟 教学过程设计 间配 一盟 教师活动&教学内容 学生活动&工作任务 为0. 10mm的聚酯薄膜。当整个一次侧绕组绕 完后，还需要在它的最外而裹上厚度为r的 绕组之间的绝缘。当电压不超过500V时，可 用厚度为0.10mm的聚酯薄膜23层。因此 一次侧绕组厚度B1为： 【变压器绕组和基本参数的测量，巡回指导】 子任务三：实践动手安装 一.教师先不范讲解变压器的制作的基本方 法，再观看视频然后让学生进行操作，并巡 观看视频，学习制作 回指导： 二.讲解具体的操作： 1、绕组制作 小组合作自行检测，记录数据，填写 60分钟 （1）芯

10、子的制作 任务书。 计算出长方体木心的长、宽、髙和中心圆孔 的直径。 （2）、用原骨架 小组合作自行测试，记录数据，填写 （3）、将秤架套上芯子 任务书。 （4）、固泄芯子及骨架 将带芯子的卄架穿入绕线机轴上，上好紧 固件 （5）、将绕线机上的计数转盘调零 （6）、起绕：首先卄架上垫好绝缘层，然后 导线一端固左在竹架的引脚上，引线需紧贴 竹架，用透明胶将其粘牢：从引线的反方向 注意观察老师的操作细忆然后模仿 教学过程设讣 教师活动&教学内容 学生活动&匸作任务 时间 分配 绕起，绕制最后一层时垫上一条对折的棉线, 继续绕制结朿，将线尾插入棉线中并抽紧， 将线尾绕在引脚上。线包绕制好后，外层绝

11、缘用青壳纸缠绕2-3层，写上电压值，用胶 水粘牢。 2、硅钢片的安装 （1）、镶片前先将夹板装上 （2）、镶片应从线包两边交叉对镶 （3）、最后几片硅钢片时、用螺钉旋具撬开 两片硅钢片的夹缝才能插入，同时用木槌轻 轻敲入。 3、兆欧表绝缘电阻的测量 兆欧表开路实验： 兆欧表短路实验： 兆欧表使用前放电： 三、标准变压器的参数测量 1、兆欧表的使用方法（同任务一） 2、绝缘电阻的测量 （1）一次绕组与铁心间绝缘电阻的测量 L端接一次绕组的一端，E端接铁芯外壳。 （2）二次绕组与铁心间绝缘电阻的测量 老师的方法进行相关操作。 仔细观察并动手操作 学生复习兆欧表的使用方法 分组竞赛，每组代表上台示范

12、安装过 程，辅导困难学生，团队协作。 分组竞赛，每组代表上台示范检测过 程，辅导困难学生，团队协作。 小组合作自行测试，记录数据，填写 L端接二次绕组的一端，E端接铁芯外壳。 教学过程设计 间配 一盟 教师活动&教学内容 学生活动&工作任务 （3） 一次绕组与二次绕组间绝缘电阻的测量 任务书 L、E分别接一、二次绕组任意一个端子。 3、变压器质疑评估 （1）二次侧电压误差小于3%。 （2）绕组匝间是否短路 O （3）绕组是否碰铁芯 （4）线包是否紧实，镶片是否整齐 （5）引岀线是否虚焊 观察多媒体演示的视频，注意观察其 再次播放变压器制作视频 中的细节部分，反思自己的制作出错 【对任务做总结，得出结论】 点