电机与变压器教学课件(6)

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,调压,演示,本课,小结,使用,注意,例题分析,三相自耦,变压器,幻灯片 15,原理,分析,结构,原理,图,作业,普通,幻灯片 20,33自耦变压器,变压器,自耦变压器,主讲：袁修成,邯郸轻化中专,3,3,自耦变压器,一、自耦变压器的结构和特点：,1、自耦变压器的结构：,一次侧,、,二次侧共用一个绕组。,2、自耦变压器的特点：,一次侧,、,二次侧绕组即有磁的联系,、,还有电的联系。,1U1,1U2,2U1,2U2,图1：单相自耦变压器结构示意图,线圈,铁心,1U1,1U2,2U1,2U2,U1,U2,I,1,I,2,N,1,N,2,I,图为,2：,自耦变压器原理图,定义：,如果把普通变压器的原、副绕组合并一在起，就成为只有一个绕组的变压器，其中低压绕组是高压绕组的一部分，这种变压器叫做自耦变压器。,4,U,1,E,1,=,4.44,f,N,1,m,U,2,E,2,=,4.44,f,N,2,m,E,2,E,1,U,2,U,1,=,N,2,N,1,=,K,1,二、电压、电流与容量 的关系：,1U1,1U2,2U1,2U2,U1,U2,I,1,I,2,N,1,N,2,I,由磁势平衡方程：,N,2,N,1,I,2,1,K,I,2,=,I,1,=,I,1,N,1,I,2,N,2,=,0,N,1,一次侧1U1 与1U2之间的匝数；,N,2,一次侧2U1 与2U2之间的匝数。,式中：,I,1,(N,1,-N,2,)-IN,2,=I,10,N,1,0,I,1,N,1,-I,1,N,2,-(I,2,-I,1,)N,2,0,I,1,N,1,-I,1,N,2,-I,2,N,2+,I,1,N,2,0,绕组中公共部分的电流：,I = I,2,- I,1,= (K - 1) I,1,当K接近1时，绕组中公共部分的电流,I,就很小，既可节省这部分导线的截面 。,自耦变压器输出的视在功率（不计损耗）：,S = U,2,I,2,= U,2,(I+I,1,) = U,2,I+U,2,I,1,= S,2,+S,2,一般变压器的一次侧二次侧都是分开绕制，虽然都装在一个铁心上，但相互是绝缘的，只有磁路上的耦合，却没有电路上的直接联系，能量是靠电磁感应传过去的，所以称为双绕组变压器。,一般变压器与,自耦变压器的区别在于能量传递方式上：,一般变压器,1U1,1U2,2U1,2U2,U1,U2,I,1,I,2,N,1,N,2,I,是1U1,1U2绕组与2U1， 2U2绕组之间的电磁感应传递的能量。,是通过电路直接从一次侧传递过来的。,而,自耦变压器,1U1,1U2,2U1,2U2,U1,U2,I,1,I,2,N1,N2,I,S,1,K,U,1,S,2,=,U,2,I,=,=,( K I,1,-,I,1,),K,1,U,1,I,1,( 1,-,),=,K,1,( 1,-,),K,U,1,K,1,=,I,1,=,S,1,S,2,=,U,2,I,1,S,2,=,U,2,I,S,2,=,U,2,I,1,由上式可以看出：,1.靠电磁感应传递的能量占总能量的（1-1/K);,2.从电路直接输送的能量占1/K。,分析：,当,K=1,时，能量全部靠电路导线传递过来；,当,K=2,时,和 各占一半，二次侧从绕组中间引出，,I = I,1,，绕组中公共部分的电流没有减少，省铜效果不明显；,S,2,S,2,当,K=3,时,= (2/3) S,2,= (1/3)S,2,电路传输的能量少，而靠感应输送的能量多，且,I = 2I,1,，,公共部分绕组电流增加了，导线要加粗。,S,2,S,2,结论：,当变压比 K,2,时，优点不明显。,自耦变压器通常工作在变压比 K = 1.2,2 之间。,*,通常把,自耦变压器的二次侧输出改成活动触头，可以,接触绕组中任意位置，而使输出电压任意改变。,9,三、自耦变压器的应用：,1.自耦调压器：,（1）单相自耦调压器：,U,1,220V,U,2,0V,图,3,：自耦变压器调压过程,250V,0,250V,图,3,：自耦变压器调压过程,U,1,U,2,220V,50V,250V,0,U,1,U,2,220V,110V,图,3,：自耦变压器调压过程,250V,0,U,2,图,3,：自耦变压器调压过程,U,1,220V,160V,250V,0,图,3,：自耦变压器调压过程,14,U,1,U,2,220V,220V,250V,0,1W1,2W1,2V1,1V1,1U1,2U1,图,4,：三相自耦变压器原理图,幻灯片 1,17,（2）三相自耦调压器：,1U1,2U1,2V1,2W1,1V1,1W1,例题,： 在一台容量为15千安伏的,自耦变压器中，已知 U,1,= 220V，N,1,= 500匝。如果要想使输出电压 U,2,= 209V，应该在线圈的什么地方抽出线头？满负载时的 I,1,e 和 I,2,e 各等于多少安？,解：,（1）由公式,N,2,N,1,U,2,U,1,=,，可以知道抽头处,的圈数应为,U,2,U,1,N,2 =,N,1,=,220,209,500 = 475匝,（2）自耦变压器的效率很高，可以认为,2、自耦变压器：,U,1,e,I,1,e,=,所以满负载时的电流是,I,1,e =,15,10,220,= 68.2,A,I,2,e =,15,10,209,= 71.8,A,原,、,副边共同部分的电流:,I,=71.8,-,68.2 = 3.6,A,16,U,2,e I,2,e,= S,e,= 15,1,0,VA,四、自耦变压器的优、缺点：,1优点：,a.自耦变压器的效率比同容量的双线圈变压器高；,b.节省材料、占地面积小、节约资金、减少了运输和安装困难；,c.,自耦变压器不仅可降压也可升压，只把输入输出对调既,可。,2、缺点：,220V,30V,190V,0V,220V,a、因它一次侧、二次侧绕组是相通的，高压侧（电源）的电气故障会波及底压侧。底压侧要有过压保护。,b、如果在自耦变压器的输入端把相线和零线接反，虽然二次侧出电压大小不变，但这时输出“零线”已变为“高电位”，非常危险。,(a） 正确 （b) 错误,图5 ：单相自耦变压器的接法,220V,30V,30V,0V,220V,1.自耦变压器不准作为安全隔离变压器用；,2.使用时应正确接线；,3.外壳必须接地；,4.接电源前，将手柄转到零位。,幻灯片 1,19,规定:,小结：,自耦变压器区别于一般变压器，原,、,副边电路共用一部分线圈，原,、,副边电路之间除了有磁的联系之外，还有直接的电的联系。,在变压器容量相同时，自耦变压器的线圈容量比双线圈变压器小，可节省硅钢片和铜线，且效率高。,可做成任意调压的自耦调压器，既可用于降压也可用于升压。,因一、二次侧绕组相通，高压侧的故障会波及低压侧，低压侧要有过电压的保护。,电源端相线和零线不得接反。,21,作业：,P 49 : 17 , 18 , 19 .,幻灯片 1,22,2005.4.14,2U,2,U,1,U,2,N,1,N,2,E,1,E,2,1U,1,1U,2,2U,1,单相变压器原理图,20,