变压器的原理

PAGEPAGE2理论课教案首页课程名称《电机与变压器》课题名称变压器的原理课时2授课日期任课教师目标群体教学环境学习目标知识目标：掌握变压器的空载运行及负载运行。职业通用能力目标：培养学生逻辑思维能力；2、培养学生利用知识解决实际问题能力；制造通用能力目标：激发学生学习本课程的兴趣。学习重点变压器的空载运行及负载运行学习难点变压器的空载运行及负载运行教法、学法讲授法、讨论法、实例法教学媒体黑板教学、学习准备教师：查阅相关知识，提前备课。学生：提前预习PAGEPAGE5成都市技师学院理论课教案副页教学环节教学内容教师活动学生活动时间变压器的空载运行（一）空载运行时的物理情况（二）感应电动势（三）空载电流和空载损耗（四）等效电路什么是空载运行：原绕组接交流电源时有电流通过，称空载电流。交变的流过原绕组，产生磁动势，产生通过绕组中心的交变的磁通，此磁通由单独激励，所以也称为励磁电流或激磁电流。图1单相变压器空载运行原理图主磁通：绝大部分的磁通经由铁心闭合，称为主磁通，用表示。作用：主磁通与原、副绕组同时交链而传递能量。在原、副绕组中产生感应电动势,。漏磁通：很少一部分磁通经由原绕组周围的空气或变压器油闭合，它不是传递能量的载体，称漏磁通，用表示。漏磁通在原绕组中感应电动势。1．各电、磁量正方向的规定有利于讨论各电、磁量的量值关系和相位关系。（1）原边：视变压器原边为电源的负载，原边电流的正方与电源电压的正方向一致。（2）副边：将副边视为负载的电源，副边电流的正方向由副边电势的正方向确定，副边电压的正方向依据副边电流流过负载的压降方向确定。（3）磁通：正方向与电流的正方向符合右手螺旋定则。（4）感应电动势：正方向与磁通的正方向符合右手螺旋定则，实际方向由楞次定律确定。各电、磁量正方向见图1.5。2．感应电动势交流电压产生交流磁通，有则原绕组感应电动势有效值的数值为且在相位上以90°滞后于。用相量表示，有同理，E2在相位上也以90°滞后于Fm。用相量表示，有变压器的原绕组有漏磁通链过，漏磁通也是按正弦规律变化的，同理有由于漏磁路主要由非磁性介质构成，可近似地看成线性磁路，其磁阻也可近似地看成常数，则漏电感L1s和漏电抗x1也可近似地看成常数，因此，漏感电势可以看成是漏电抗上的压降。3．电压平衡关系据基尔霍夫电压定律，得到原、副边的电压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电感和漏电抗很小，I0Z1也很小，有由此看出，主磁通的大小主要决定与电源电压的大小，只要电源电压不变，主磁通维持不变，这是一个很重要的结论，对变压器负载运行时仍然成立。空载运行时，只有原绕组流过空载电流，所以励磁电流也就是空载电流。由于铁心采用高磁化能力、低涡流损耗和磁滞损耗的硅钢片叠压而成，空载电流是很小的，只占原边额定电流的4%～10%，甚至更低。空载运行时，交变的磁通一方面在铁心中产生涡流，另一方面使铁磁材料中的磁畴随磁场方向的交变而运动，其后果都会使铁心发热，将变压器原边吸收电源能量的一部分消耗掉。分别称为涡流损耗和磁滞损耗，合称为铁损耗。用电路形式反映其电磁关系称之为等效电路。漏感电势可以看成是漏电抗上的压降，即，再与空载电流在原绕组电阻上的压降合并为一项，即漏阻抗压降。原绕组通过空载电流，在铁心中产生主磁通、产生铁损耗，才会产生感应电动势，实际上反映了主磁通和铁损耗的大小，也可以仿照漏阻抗压降的处理方式，认为在U1和f1不变时，Fm恒定，可将zm视为常数。得由此得到空载运行时的等效电路。并进行空载运行时的定量分析。图2单相变压器空载运行等效电路借助图形对空载