变压器的计算与选择课件

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,2019/9/7,#,机床电气系统装调与维修,王民权 刘萍 梅晓妍,宁波职业技术学院,机床电气系统装调与维修王民权 刘萍 梅晓妍宁波职业技术学院,模块,1,：变压器与电动机,1-1,变压器的工作原理,1-2,变压器的计算与选择,1-3,三相异步电动机的工作原理,1-4,三相异步电动机,的运行,王民权,宁波职业技术学院 教授,模块1：变压器与电动机1-1 变压器的工作原理王民权,1-2.,变压器的计算与选择,学习内容,1-2-1,变压器选择的一般条件,1-2-2,控制变压器,1-2-3,*三相变压器,1-2-4,*自耦变压器,1-2-5,*仪用互感器,1-2-6,*电焊变压器,学习目标,了解各种变压器的结构特点,熟悉各种变压器的用途,掌握控制变压器的选择和计算方法,1-2.变压器的计算与选择学习内容学习目标,1-2-1,变压器选择的一般条件,变压器的种类很多，本课程重点介绍机床用控制变压器的选择与参数计算。另对三相电力变压器、仪用互感器、电焊变压器等略作介绍。,变压器选择的条件：,额定一次电压,U,1N,等于电源的供电电压；,额定二次电压,U,2N,等于负载的工作电压；,额定视在功率大于或等于负载的视在功率。,电力变压器,电流互感器,控制变压器,自耦变压器,电压互感器,电焊变压器,1-2-1 变压器选择的一般条件 变压器的种类,1-2-2.,控制变压器,机床用控制变压器是个小容量的单相变压器，主要满足机床照明、继电器、交流接触器等设备的用电。,控制变压器是单相变压器，功率表达式如下：,控制变压器选择条件,：,额定一次电压,U,1N,等于电源的供电电压；,额定二次电压,U,2N,等于负载的工作电压；,额定视在功率大于或等于负载的视在功率。,下面以机床上常用的控制变压器为例，说明控制变压器的选择与计算过程。,1-2-2.控制变压器 机床用控制变压器是个,【,学与练,-1,】,【,例,1-2-1,】,某机床控制电路负载如下：一个照明灯的参数为,36V,、,30W,；,3,个,交流接触器,的参数均为,36V,、,18W,、功率因数,0.6,；,2,个中间继电器的参数均为,36V,、,30W,、功率因数,0.5,。电源系统为线电压,380V,的三相四线制供电线路，四台备选变压器参数如下：,变压器型号,额定一次电压,U,1N,额定二次电压,U,2N,容量,S,N,（视在功率）,BK-200/380,380 V,36V,200VA,BK-150/380,380 V,36V,150VA,BK-200/220,220 V,36V,200VA,BK-200/220,220 V,48V,200VA,为满足控制电路需要，试选择可供使用的单相变压器的电压和功率，计算其一二次侧的电流，并说明接入电路的方式。,【学与练-1】【例1-2-1】某机床控制电路负载如下：一个照,续,-1,【,解,】,通过本例,学习选择,变压器、并能进行正确的接线。变压器要满足电源电压、负载电压和负载功率三个条件。,电源电压：,备用变压器的,U,1N,分别是,380V,和,220V,，而电源为,380V,三相四线制系统，线电压为,380V,、相电压为,220V,，只要接法正确，两种电压都可满足要求。,负载电压：,三组负载的工作电压为,36V,，其中三个备用变压器的,U,2N,为,36V,，满足负载要求；,4,号备用变压器的,U,2N,为,48V,，不满足负载要求。,负载统计：,负载数量多，列表,统计如下,：,组别,数量,功率因数,有功功率,无功功率,照明灯,1,1.0,1,30=30 W,0 Var,交流,接触,器,3,0.6,3,18=54 W,72 Var,中间继电器,2,0.5,2,20=40 W,69 Var,功率汇总,124 W,141 Var,负载的,视在功率,188VA,变压器的视在功率应大于负载的计算功率，根据上表计算结果，,1,、,3,号变压器额定容量,200VA,，满足要求，,2,号变压器容量,150VA,，不满足要求。,续-1【解】通过本例学习选择变压器、并能进行正确的接线。变压,续,-2,负载电流：,负载电流需要根据实际的负载大小进行计算,1,号备用变压器的一二次负载电流分别为：,3,号,备用变压器的一二次负载电流分别为：,接入电源,1,号备用变压器,U,1N,为,380V,，应该接在供电线路的,线电压上,；,3,号备用变压器,U,1N,为,220V,，应该接在供电线路的,相电压上,。,提示：,变压器的选择不仅要考虑电压和功率的要求，还需要考虑合适的接入电路的方式。,续-2负载电流：负载电流需要根据实际的负载大小进行计算1号,1-2-3.,*三相变压器,三相电力变压器主要用于为工厂、农村提供生产用电，也可为居民区提供生活用电。其电压,-,电流,-,功率关系为：,三相电力变压器选择条件,：,额定一,次线电压,U,1N,等于电源的,供电线电压,；,额定二,次线电压,U,2N,等于负载的,工作线电压,；,额定视在功率大于或等于负载的视在功率。,下面以车间常用的电力变压器为例，说明其选择计算过程。,1-2-3.*三相变压器 三相电力变压器主要,1.,三相变压器选择,某型号三相电力变压器的铭牌数据,内部油自然对流冷却：油浸自冷,高压绕组引线端雷电冲击耐受电压,75kV,工频耐受电压,35kV,调压分接头位置,低压侧空载电压,三相，,9,系列，,80KVA,，,10kV,1.三相变压器选择某型号三相电力变压器的铭牌数据内部油自然,2.,三相变压器的计算,【,学与练,-2,】,【,例,1-2-2】,一台三相变压器,S,N,=180 kV.A,，,U,1N,/,U,2N,=6000/380 V,，求一、二次绕组的额定电流,I,1N,、,I,2N,；一组负载为,380V,、,100 kW,、,cos,1,=0.75,，另一组负载为,380V,、,100 kW,、,cos,2,=0.5,，试确定那一组负载可以正常接入电路？,【,解,】,通过本例,学习三相变压器的基本计算,一、二 次绕组,的,电流：,2.三相变压器的计算【学与练-2】【例1-2-2】一台三相,续,结论,：,两组负载工作电压均为,380V,，满足电压要求；,S,1,S,N,，无法正常工作。,判断哪一组负载可正常运行,第一组负载的视在功率,第二组负载的视在功率,续结论：判断哪一组负载可正常运行 第一组负载的视在功率,【,学与练,-3,】,【,例,1-2-3】,一台变压器铭牌主要数据如下，试计算一二次侧的相电压，相电流和变压器的变比。,【,解,】,通过本例学习三相变压器相线关系的计算,额定容量：,500kVA,额定电压：,U,1N,=10KV,U,2N,=0.4KV,3,相,50Hz,额定,效率：,98.6,%,联接,组别,：,Yyn0,短路,电压,4%,使用条件：户外式 冷却方式：,ONAN,额定温升：,80,器身,重,1115,kg,该变压器,联结组别为,Yyn0,，表示一次侧为,Y,型，三相三线制；二次侧也为,Y,型，三相四线制。计算如下：,【学与练-3】【例1-2-3】一台变压器铭牌主要数据如下，试,1-2-4.,*自耦变压器,1.,各种类型的自耦变压器,下面以单相自耦变压器为例，说明自耦变压器的特点与应用场合。,单相自耦变压器,单相自耦变压器,单相自耦调压器,单相自耦变压器,三相自耦变压器,1-2-4.*自耦变压器1.各种类型的自耦变压器 下,2.,自耦变压器的特点与应用场合,自耦变压器也叫自耦调压器，主要用于试验场合，,它可以通过转动手柄来获得副边所需要的各种电压。,特点,二次绕组是一次绕组,的一部分,，一、二次绕组既有,磁的联系，也有电的联系,。其参数计算与控制变压器相同。,实物图,u,1,u,2,示意图,A,X,a,x,u,1,u,2,原理图,A,X,a,x,2.自耦变压器的特点与应用场合 自耦变压器也,3.,自耦变使用注意事项,接通电源前，应先将滑动触点旋至零位；接通电源后转动手柄，将电压调至所需数值。不可将输入,-,输出端接错，否则会造成短路。,自耦变压器原边电压与地端不可接反，否则输出端电压为,0,时也会带有,220V,的电压，造成人身事故。,若电源输入端有,3,个接头，它可用于,220V,和,110V,的供电线路，接错不可正常工作，甚至烧毁调压器。,3.自耦变使用注意事项 接通电源前，应先将滑动触点旋至零,1-2-5.,*仪用互感器,仪用互感器包含电压互感器（,TV,）和电流互感器（,TC,）。,电压互感器,电流互感器,电压互感器可把,1000V,以上的高电压变为,100V,的低电压，在其二次侧使用小量程的电压表对高电压进行测量。,电流互感器能将,5A,以上的大电流变为,5A,或,1A,的小电流，在其二次侧使用小量程的电流表对大电流进行测量。,1-2-5.*仪用互感器 仪用互感器包含电压,1.,电压互感器,结构特点,一次绕组匝数很多，二次绕组匝数很少；,电压互感器变比：,k,u,=,U,1,/,U,2,=,N,1,/,N,2,一次侧并联接在高压侧，二次侧并接各种测量仪表。,使用注意,铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地，否则一二次侧之间绝缘损坏后，高压会窜入低压侧，影响人身和设备的安全；,二次侧不允许短路，需加熔断器进行保护；,实物图,原理图,L,1,L,2,N,1,N,2,V,P,1.电压互感器 结构特点 使用注意实物图原理图L1L2,2.,电流互感器,结构特点,一次绕组匝数很少，二次绕组匝数很多；,电流互感器变比：,k,i,=,I,1,/,I,2,=,N,2,/,N,1,；,一次侧串联接在高压侧，二次侧串接各种测量仪表。,使用注意,铁芯和二次绕组的一端必须可靠接地，否则一二次侧的绝缘损坏后，高压会窜入低压侧，影响人身和设备的安全；,二次侧不允许开路,*,二次绕组开路后，互感器空载运行。此时一次绕组中的电流全部成为励磁电流，使铁心中的磁通急剧增大，造成铁心过热，烧坏绕组。,*二次绕组匝数多，将感应出很高的电压，危及测量人员和设备安全。,*在电流互感器工作中，需要检修或拆装电流表或功率表的电流线圈时，应先将二次绕组短路，工作完成后再将短路线拆除。,实物图,L,1,N,1,N,2,A,P,原理图,2.电流互感器 结构特点 使用注意实物图L1N1,【,学与练,-4,】,【,例,1-2-4】,用变压比为,10000V/100 V,的电压互感器、变流比为,100/5,的电流互感器扩大测量仪表的量程。当电流表读数为,2.5 A,，电压表读数为,90 V,时，试求被测电路的电流、电压各为多少？接在互感器二次测功率表的量程扩大了多少倍？,【,解,】,通过本例学习互感器的使用和计算,实际电压、电流的计算,实际电压为：,实际电流为：,功率表量程的扩大倍数,【学与练-4】【例1-2-4】用变压比为10000V/100,1-2-6.,*电焊变压器,电焊机实质是一台特殊的降压变压器，,二次线圈的两端是金属工件和焊条，通过,电弧放电的热量熔化金属，实现金属部件的连接。,电焊条是特殊材料制作的金属导体。一方面能传导电流，使焊条与工件之间产生持续稳定的电弧，提供熔化焊条所必需的热量；另一方面，融化的焊条又填充到焊缝中，成为焊缝金属的主要成分。,1.,电焊机基本知识,1-2-6.*电焊变压器 电焊机实质是一台特殊的,2.,电焊机特性,特点,：,电焊,变压器在空载时,，其输出电压,U,0,通常为,60,80V,；,焊接时，焊条与工件接触，电流很大，电压降至约,30V,；,为满足不同焊接要求,，,焊接电流需在,较大范围,内调节；,可通过调节二次侧电压，实现焊接电流的调节。,电焊机特性曲线,U,O,U,0,U,N,I,N,I,SC,I,图中,U,0,为空载电压，,I,SC,为短路电流，,I,N,、,U,N,为工作电流与电压。,图中显示，电压随电流的增大而急剧下降，具有陡降的外特性。,2.电焊机特性 特点：电焊机特性曲线UOU0UNI,小结