变压器的计算与选择.pptx

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1、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 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

2、 感 器1-2-6 *电 焊 变 压 器学 习 目 标u了 解 各 种 变 压 器 的 结 构 特 点u熟 悉 各 种 变 压 器 的 用 途u掌 握 控 制 变 压 器 的 选 择 和 计 算 方 法 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

3、 定 二 次 电 压 U2N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 1 2 2N N N N NS U I U I 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 ：

4、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 U2N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 。 【 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、

5、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 U1N 额 定 二 次 电 压 U2N 容 量 SN（ 视 在 功 率 ）BK-200/380 380 V 36V 200VABK-150/380 380 V 36V 150VABK-200/220 220 V 36V 200VABK-200/220 220 V 48V 200VA 为 满 足 控 制 电 路 需

6、 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 。 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 U1N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

7、 ， 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 U2N为 36V， 满 足 负 载 要 求 ； 4号 备 用 变 压 器 的 U2N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 1.0 130=30 W 0 Var交 流 接 触 器 3 0.6 318=54 W 72 Var中 间 继 电 器 2 0.5 220=40 W 69 Var 功

8、 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 -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 ：1 21 2188 1880.495 A 5.222 A380 36N NS SI IU U ；

9、3号 备 用 变 压 器 的 一 二 次 负 载 电 流 分 别 为 ： 1 21 2188 1880.855 A 5.222 A220 36N NS SI IU U ； 接 入 电 源1号 备 用 变 压 器 U1N为 380V， 应 该 接 在 供 电 线 路 的 线 电 压 上 ；3号 备 用 变 压 器 U1N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 。 1 1 2 23 3N N N N NS U I U I

10、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 U1N等 于 电 源 的 供 电 线 电 压 ； 额 定 二 次 线 电 压 U2N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

11、 程 。 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 2. 三 相 变 压 器 的 计 算【 学 与 练 -2】【 例 1-2-2】 一 台 三 相 变 压 器 SN=180 kV.A， U1N/U2N=6000/380 V，求 一 、 二 次 绕 组 的 额 定 电 流 I1N、 I2N； 一 组 负

12、载 为 380V、 100 kW、 cos1=0.75， 另 一 组 负 载 为 380V、 100 kW、 cos2=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 3N1N 1N 180 10 17.3(A)3 3 6000SI U 3N2N 2N 180 10 273(A)3 3 380SI U 一 、 二 次 绕 组 的 电 流 ： 续 结 论 ： 两 组 负 载 工 作 电 压 均 为 380V， 满 足 电 压 要 求 ； S1SN， 无 法 正 常 工 作 。11 1 100 1

13、33(kVA)cos 0.75PS 判 断 哪 一 组 负 载 可 正 常 运 行 第 一 组 负 载 的 视 在 功 率22 2 100 200(kVA)cos 0.5PS 第 二 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 ： U1N=10KV U2N=0.4KV 3相 50H z额 定

14、 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 KVU P 77.53101 KVU P 23.034.02 2521 PPUUKAII PN 9.2810350011 AII PN 7.7214.0350022 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 ： 1-2-4. *自 耦 变 压 器1.各 种 类 型 的 自 耦 变

15、 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 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

16、有 电 的 联 系 。 其 参 数 计 算 与 控 制 变 压 器 相 同 。 kNNUU 2121 kNNII 11221 实 物 图 u1 u2示 意 图AX ax u1 u2原 理 图AX ax 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

17、 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 。 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

18、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.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=U1/U2=N1/N2 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

19、 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 L1L2 N1N2VP 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 ： ki=I1/I2=N2/N1； 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

20、响 人 身 和 设 备 的 安 全 ； 二 次 侧 不 允 许 开 路 u*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 。u*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 。u*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

21、作 完 成 后 再 将 短 路 线 拆 除 。 实 物 图 L1 N1N2A P 原 理 图 【 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 1

22、1 2 u 22 10000 90 9000V100NU U K UN 实 际 电 压 、 电 流 的 计 算 实 际 电 压 为 ： 21 2 21 100 2.5 50A5iNI I K IN 实 际 电 流 为 ： 功 率 表 量 程 的 扩 大 倍 数W 100 20 2000u ik k k 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

23、 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 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

24、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 UOU0UN I N ISC I图 中 U0为 空 载 电 压 ， ISC为 短 路 电流 ， IN、 UN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 。 小 结 变 压 器 选 择 的 一 般 原 则 额 定 一 次 电 压 U1N等 于 电 源 的 供 电 电 压 ； 额 定 二 次 电 压 U2N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 。 各 种 变 压 器 的 选 择 与 计 算 控 制 变 压 器 的 选 择 与 计 算 *三 相 电 力 变 压 器 的 选 择 与 计 算 *自 耦 变 压 器 的 特 点 、 使 用 注 意 事 项 *仪 用 互 感 器 的 特 点 、 使 用 注 意 事 项 *电 焊 变 压 器 的 特 点