电机与变压器一体化课程

1_2023-2023 学年度第 一 学期一体化课程备课本〔编号：JWC-JL-01-22 版号：E/0〕班 级 132电气512、132电气522科 目 任课教师 李少辉教研室 自动化教研室系〔处〕 电气应用系课程表星期星期星期一星期二星期三星期四星期五时间08:15-09:001-209:10-09:5513251213252210:15-11:003-411:10-11:5513251213252214:30-15:155-615:25-16:101325121325228-919:30-21:0033本课程教学目标：全面的了解，同时为后续课程打下根底。教材名称、版本、编著者本 已 尚课 本程授 余 学 程期

其 中试验总 课 课时 时

教 课 讲授习题学周学时 课时课时

〕课时

测验复习课时课时120 0 0 20 108 53 49 6 610章 周周 节次 或 教 学 内 单元

总 习题 测验课 〔作业〕〔试验〕时 课时 课时一

变压器的构造 6 1变压器的根本工作原理 6 13变压器的外特性、损耗及效率空载实3验及短路试验 6 1二5二56节66变压器绕组极性的判别617变压器的铭牌及并联运行20.5三相变压器组的连接40．588、9工程三特种变压器小型变压器的制作2100.51

变压器绕组极性及连接组 6 1四工作原理11小型三相沟通笼式异步电动机拆装6110 工程四工作原理11小型三相沟通笼式异步电动机拆装6112 性及掌握Y接线和

2 0.5△接线及反转试验电动机绕组下线△接线及反转试验电动机绕组下线121单相异步电动机40.5同步电机20.5直流电机61特种电机6113、14五六七八1818619复习620考试6一体化课程教案首页第1周 星期二和四 2023年 9月2和4 日科 目 电机与变压器 学习领域 单相变压器 教 师 李少辉班 级 132电气512522课 时 6学习任务生疏单相变压器的构造

授课地点授课内容

子任务教学目标

单相变压器的构造、种类和用途1、知道变压器的分类和用途。2、生疏变压器的构造与冷却方式。本班为二年级全男班学生，生性活泼好动，宠爱动手做，对理教学对象分析 论专业学问不愿学习，学习兴趣一般，纪律性也一般，但学生的学习目标不明确，乐观性不高。教材分析教学难点授课方法教具课后作业

教材承受任务驱动型教材，每一局部以一工作任务作为切入点进展学习，教材图文并茂，内容难度适中，易于学生理解。变压器的用途和构造变压器的构造与冷却方式现场教学、实物展现、教师讲解、学生练习单相变压器实物习题集课后回忆审签： 李少辉 2023年8月30日一体化课程教案内页师生活动师生活动教学方法设计意图教师活情景教检查出动：学法勤情检查人数况；严学生活肃学动：风，培进展分组养团队分工意识教师提出情景教让学生目标学法知道要求教学内容与过程准时间安排环节一、教1、检查学生出勤状况，填写课堂日志。2、分组分工学组 3、稳定学生心情，开头上课。织〔2分钟〕二、情1、本课程介绍景导 2、本课程的任务和要求3、本课程的学习方法入〔43一、变压器定义：变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交

教师活 讲授

1讯

流电能转换成同频率的另一种电压等级的沟通电能.二、变压器的分类：按用途分：电力变压器和特种变压器

动：负责把相

法、情景教

自我学习能按相数分：单相、三相、多相变压器〔90 按每相绕组数目分：双绕组、三绕组、自耦变压器

关资料整

学法、 力；分钟〕按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器铁心构造：心式变压器和壳式变压器三、变压器的用途：

理；引导学生学习，查找

争论法、行为导向

2学生处理问题1、电力变压器和三相变压器：常用于输配电系统中变换电压和传输电能2相位变换或三相变压器组3、仪用互感器：常用于电工测量与自动保护装置4、电炉变压器：常用于冶炼、加热及热处理设备电源5、自耦变压器：常用于试验室或工业上调整电压6、电焊变压器：常用于焊接钢铁材料的沟通电焊机上三、变压器的根本构造1、铁心：变压器的主磁路0.35mm为了削减磁路上的空气隙和安装便利，铁心的装配承受穿插叠接式。2、绕组：定义变压器的电路局部，用纸包或纱包的绝缘扁线或圆线绕成。一次绕组输人电能的绕组二次绕组输出电能的绕组

相关资料法 的能学生活 力；动：学生学习分析及小组争论争论本内容同异点：一次和二次绕组具有不同的匝数、电压和电流，其中电压较高的绕组称为高压绕组，电压较低的称为低压绕组。四、变压器的冷却方式1、三相油浸自冷式〔ONAN〕2、三相油浸风冷式〔ONAF〕3、三相强迫油循环风冷式〔OFAF〕4、三相强迫油循环水冷式〔OFWF〕五、变压器的主要附件：1、油箱和冷却装置变压器油——冷却、绝缘①绝缘：绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间②散热：热量通过油箱壳散发，油箱有很多散热油管，以增大散热面积。承受内部油泵强迫油循环，外部用变压器风扇吹风或用自来水冲淋变压器油箱油箱——分类：平板式——小容量排管式——较大容量散热气式——大容量强迫油循环——大容量作用：机械支撑、冷却散热、冷却装置：油泵——为了加快散热，有的大型变压器承受内部油泵强迫油循环风扇——外部用变压器风扇吹风自来水——冲淋变压器油箱。这些都是变压器的冷却装置2、绝缘套管绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。低压引出线一般用纯瓷套管，高压引线一般用充油或电容式套管套管外形常做成伞形，电压越高、级数愈多。3、保护装置：储油柜——吸取空气水分的速度。从而减缓了油的变质。气体继电器——故障时,热量会使变压器油汽化，触动气体继电器发出报警信号或切断电源安全气道——〔防爆筒〕假设是严峻事故，变压器油大量汽化，油气冲破安全气道管口的密封玻璃，冲出变压器油箱，避开油箱爆裂。——〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝气的水分净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能四、计1、制订工作打算的方法2、工具和材料清单的格式和内容3、清理现场的方法和内容3、清理现场的方法和内容1法、问题的生制订工实践法力量；作打算2、检查学生所列清单学生活动：相互讨论，画出展现工作成果的方法流程图教师活提高学动：表演生综合指导学生法、素养；汇报成情景教果；学法考核学实践法生；对教学进行总结。学生活动：汇报成果；自己、小组考核；写心得体会。实施〔90估

教师活动： 争论

熬炼学生分析生疏单相变压器构造 任务书班别 组别 完成时间任务名称 目标要求 组员姓名 任务分工 得分器构造

1、知道变压器的分类和用途。、生疏变压器的构造与冷却方式。1、变压器的分类2、变压器的用途完成任务的3、变压器的构造1、自我评价：2、小组互评：总结与评价3、教师评价任课教师签名：李少辉 2023年 9 月2日一体化课程教案首页第2周 星期二和四 2023年 9月9和11日科 目 电机与变压器 学习领域 单相变压器 教 师 李少辉班 级 132电气512522课 时 6学习任务变压器的原理

授课地点授课内容

子任务

变压器的工作原理、外特性、损耗及效率1、把握变压器的原理。2、把握变压器空载运行时的物理状况、电磁关系、电压平衡教学目标方程及等效电路。3、把握变压器的外特性与电压调整率1、该班为二年级学生，学习专业学问时间不长；并对理论知教学对象分析 识的学习不太宠爱；2、该班学生全为男生，动手力量较强，有团队意识。教材承受任务驱动型教材，每一局部以一工作任务作为切入点进展学习，教材图文并茂，内容难度适中，易于学生理解。但教材分析教学难点授课方法教具课后作业

工作原理编写比较简洁，而且和实际联系不严密。所以在此次课程教学中承受“真实情景”开展教学。变压器的原理、电磁关系、电压平衡方程及等效电路变压器电磁关系、电压平衡方程及等效电路工程法、行为导向法、情景法、讲授法、争论法等单相变压器实物习题集课后回忆审签： 李少辉 2023年9月1日一体化课程教案内页教学环节教学内容与过程准时间安排师生活动教学方法设计意图1、检查学生出勤状况，填写课堂日志。教师活情景教检查出织〔2分钟〕2、分组分工3、稳定学生心情，开头上课。动：检查人数学生活动：进展分组学法勤情况；严峻学风，培养团队分工意识二、情1、为什么要高压送电?景导 2、变压器为什么能把沟通电进展变换？入〔43

教师提出目标

行为导向法

让学生知道目标讯

一、抱负变压器的运行原理〔不计电阻、铁耗和漏磁〕铁芯中损耗为零

教师活动：负责把相

讲授法、情景教

1自我学习能力；铁芯的导磁率为无穷大，即磁阻为零。〔90

关资料整

学法、 2培育分钟〕应电动势1、变压器的变电压作用：

理；引导学生学习，查找

争论法、行为导向

学生处理问题的能中的假定正方向下：u e2 2U EU1 1UE2 2U

N d2dtNN1k2

相关资料法 力；学生活动：学生学习分析及小U 12 k2、变压器的变电流作用：UIUI11 22U I

组争论争论本内容I 21 U1

I 22 k结论：变压器在转变电压的同时,亦能转变电流。3、变压器的变阻抗作用图中，二次侧绕组电路负载阻抗为：Uz 2L I1L假设从一次侧绕组电路来看ZL

，则其大小为：I” U1 2U2 2IZ L I1

Ke

KeZL2结论：变压器在转变电压的同时,亦能实现对阻抗的变换。二、变压器的空载运行因此从本质上讲，变压器属于非线性、非正弦的电磁系统，用，因而难以建立其变量和参数之间的简明的解析关系。程分析和计算。〔一、空载运行和一次侧等效电路行主磁通与漏磁通的区分1I1I0I0性质上：与0I0

成非线性关系；

与0成线性关系；0数量上：0

99%以上，

1%以下；10作用上：10

起传递能量的作用，

起漏抗压降作用。1〔二〕感应电动势与电动势变比1eΦ也按正弦规律变化e e 90结论2：1及2在相位上均滞后于m 电角度它们的有效值分别是dueN1 1 1dt3：电网频率肯定时变压器主磁通最大幅值的大小近似于电源电压成正比例。三、变压器的外特性与电压调整率comφ2u2I2u2=f(I2),称为变压器的外特性。负载为纯电阻当负载为纯电阻时，comφ2=1，随着负载电流I2但下降得并不多。负载为电感性0<comφ2<1I2变压器副绕组的输出电压下降较快。这是由于无功电流滞后，对变E2所致。负载为电容性功电流有助磁作用，主磁通会有所增加，副绕组的感应电动势E2u2I2以上说明，功率困数对变压器外特性的影响是很大的。负载的功率因数确定之后，变压器的外特性曲线也就随之确定了。为了满足不同负载的工作要求，不同用途的变压器具有不同的外特性。例如，照明用变压器应当有较为平直的外特性；但是有些负载则要求变压器具有陡降〔即电流I2u2〕的外特性，如电弧焊使用的电焊变压器。2、变压器的电压调整率一般状况下，当负载波动时，变压器的输出电压也是波动的，输出I2=0U=U2N-U2U2N的百分比，称为变压器的电压调整率，用△U%表示为电压调整率表征变压器输出电压的稳定性，是变压器的主要性能指标之一，在肯定程度上反映该变压器供电的质量。电压调整率与变压器参数及负载性质有关。对于一般电力变压器，当comφ2≈1U%≈2%~3comφ20.8U%≈4%~6%可见，提高副绕组负载功率因数，还能提高副绕组电压的稳定性。一般状况下，照明电源电压波动不超过±5%，动力电源电压波动不超过+10%~－5%。四、变压器的损耗和效率1、变压器的损耗变压器工作时是有损耗的，损耗的来源主要有两个局部，即导线发热产生的铜损，以及由于铁心发热产生的铁损。〔1〕.铁损〔PFe〕当变压器铁心中的磁通交变时，在铁心中要产生磁滞损耗和U1φm耗的涡流损耗也不会变，铁损与负载电流的大小和性质没有关系，是不变的损耗。〔2〕.铜损消耗电能，这就是铜损。取决于负载电流的大小和绕组的电阻值。在某一负载下变压器的铜损等于变压器负载系数的平方与其额定铜2、变压器的效率一般记作百分数，用η表示，即变压器的效率是运行性能的重要指标。由于变压器是一种静止的电器设备，在能量传输过程中没有机械损耗，它的效率很高。一般中，小型变压器的效率可达95%-98%，大型变压器的效率可达99%以上。变压器的效率特性曲线当负载功率因数comφ2为某肯定值式时，变压器得效率η 系数β的关系η=f〔β〕称为变压器效率特性曲线。当变压器的铜损PCU 等于铁损PFe 时，变压器的效率最高。教师活争论熬炼学教师活争论熬炼学动：法、生分析1实践法问题的生制订工力量；作打算2、检查学生所列清单学生活动：相互讨论，画出流程图教师活表演使学生动：法、学会总指导学生情景教汇报成学法语言表果；考