变压器的工作原理课件

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1、机床电气系统装调与维修机床电气系统装调与维修王民权王民权 刘萍刘萍 梅晓妍梅晓妍变压器的工作原理PPT课件模块模块1：变压器与电动机：变压器与电动机1-1 变压器的工作原理变压器的工作原理1-2 变压器的计算与选择变压器的计算与选择1-3 三相异步电动机的工作原理三相异步电动机的工作原理1-4 三相异步电动机三相异步电动机的运行的运行王民权王民权宁波职业技术学院宁波职业技术学院 教授教授变压器的工作原理PPT课件1-1 1-1 变压器的工作原理变压器的工作原理学习内容学习内容1-1-1 变压器的结构变压器的结构1-1-2 变压器的工作原理变压器的工作原理学习目标学习目标u了解变压器的各种应用了

2、解变压器的各种应用u了解变压器的基本结构了解变压器的基本结构u 掌握变压器的工作原理掌握变压器的工作原理u 能进行变压器基本参数的计算能进行变压器基本参数的计算变压器的工作原理PPT课件1-1-1 变压器的结构变压器的结构说明：说明：本课程以机床常用的本课程以机床常用的“控制变压器控制变压器”为例，进行变压器原理为例，进行变压器原理的学习。的学习。1.1. 变压器的各种应用变压器的各种应用电力变压器电力变压器控制变压器控制变压器电流互感器电流互感器自耦变压器自耦变压器电压互感器电压互感器电焊变压器电焊变压器 变压器利用变压器利用交变的电磁场，把供电电压变为用户所需要的交变的电磁场，把供电电压变

3、为用户所需要的同频率的交流电压。同频率的交流电压。变压器的工作原理PPT课件2. 2. 变压器的结构变压器的结构u2u1+-i1i2原理示意图原理示意图 变压器结构主要部分：铁芯、线圈（绕组）变压器结构主要部分：铁芯、线圈（绕组） 变压器变压器的的绕组：一次绕组、二次绕组。绕组：一次绕组、二次绕组。i1u1+u2-+-Z2i2N1N2铁芯铁芯一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组 一次绕组一次绕组产生主磁通，产生主磁通，二次绕组感应二次绕组感应产生同频率产生同频率的交流电。的交流电。变压器的工作原理PPT课件1-1-2. 变压器的工作原理变压器的工作原理 空载时，在空载时，在变压器一次变压器一次绕组

4、加上交流电压绕组加上交流电压u1后，产生后，产生电流电流i1。 由于由于二次绕组开路，电二次绕组开路，电流流i2为零。此时的为零。此时的i1为空载为空载电电流（励磁电流），流（励磁电流），用用i0表示。表示。 m01fi N1.1.变压器的空载状态：电压变换作用变压器的空载状态：电压变换作用励磁电流在铁芯中产生磁通势励磁电流在铁芯中产生磁通势fm，其大小，其大小为为：i1u1+u2-+-i2变压器的工作原理PPT课件续续-1 主磁通主磁通同时穿过一、二次绕组，在两个绕组中分别产生感同时穿过一、二次绕组，在两个绕组中分别产生感应电动势应电动势e1和和e1；1122ddeNeNdtdt ； 漏磁通

5、漏磁通仅在一次绕组中穿过，仅在一次绕组中穿过，产生漏感产生漏感电动势电动势e 1：111deNdt 在磁通势在磁通势fm作用作用下下，铁，铁芯芯中产生中产生主磁通主磁通 和和漏磁通漏磁通 1。 1 i1u1+u2e2e1e 1-+-i2变压器的工作原理PPT课件续续-2 以电流以电流i1为参考方向。设一、二次绕组的电阻和电抗分别为参考方向。设一、二次绕组的电阻和电抗分别为为为为R1、X1，R2、X2（* 二次绕组电流为二次绕组电流为0），则用向量法表示），则用向量法表示的一、二次绕组电压方程为：的一、二次绕组电压方程为：11111122()UEEI RjXUE 一次绕组中的漏感电动势、空载电流

6、、一次绕组中的漏感电动势、空载电流、绕组阻抗都很小，忽略这些因素，则有：绕组阻抗都很小，忽略这些因素，则有：11UE 则一、二次绕组的电压比为则一、二次绕组的电压比为：11112222UEeNkUEeN说明：说明： 一、二次绕组的电压比近似等于一、二次绕组的电压比近似等于其匝数比其匝数比k； 变压器的一次侧电压决定二次侧电压。变压器的一次侧电压决定二次侧电压。变压器的工作原理PPT课件m011122FI NI NI N2.2.变压器的负载状态：电流变换作变压器的负载状态：电流变换作用用 1 i1u1+u2e2e1-+-Z2e 2 2i2 设设变压器二次侧负载变压器二次侧负载阻抗为阻抗为Z2，电

7、流为，电流为i2。i2在在铁芯中会产生一附加磁动铁芯中会产生一附加磁动势势i2N2，进而在铁芯中产生，进而在铁芯中产生附加的主磁通和漏磁通附加的主磁通和漏磁通 2。 根据楞次定律，电流根据楞次定律，电流i1会增大以阻碍会增大以阻碍铁芯中磁势的变化，并铁芯中磁势的变化，并达到最初的磁势平衡状态。磁势达到最初的磁势平衡状态。磁势平衡方程的向量平衡方程的向量形式为：形式为：1211222110INI NI NINk； 空载电流仅占变压器额定电空载电流仅占变压器额定电流的流的(1-5)%，可忽略，则有：，可忽略，则有：说明：说明： 一二次侧电流之一二次侧电流之比约为比约为一二次侧匝数比的倒数；一二次侧

8、匝数比的倒数；一次侧电流决定于二次侧电流。一次侧电流决定于二次侧电流。变压器的工作原理PPT课件121212,UUZZII3.3.变压器的负载状态：阻抗变换作用变压器的负载状态：阻抗变换作用 一个负载一个负载在变压器二在变压器二次侧的实际大小为次侧的实际大小为Z2，从，从能量等效的能量等效的观点看，这个负载也可看作是由一次侧的电源直接供电的。而观点看，这个负载也可看作是由一次侧的电源直接供电的。而对于电源来说，这个负载又是多少呢？对于电源来说，这个负载又是多少呢？说明：说明：一个负载经过变压器后其阻抗值发生了变化。在电子线路中，常根据需一个负载经过变压器后其阻抗值发生了变化。在电子线路中，常根

9、据需要，通过选择变比把阻抗变为所需要的值，实现阻抗匹配。要，通过选择变比把阻抗变为所需要的值，实现阻抗匹配。设负载设负载Z2变换到一次侧为变换到一次侧为Z1，则有：，则有：2121221UkUZk ZIIk带入电压比、电流比公式，得：带入电压比、电流比公式，得：变压器的工作原理PPT课件【学与练学与练-1-1】 二次绕组匝数二次绕组匝数N2及变比及变比 k【例例1-1-1】某变压器某变压器U1=380V，U2=48V，N1=1520匝，求二次匝，求二次绕组的匝数绕组的匝数N2及变比及变比k。若二次侧负载电阻为。若二次侧负载电阻为10 ，试求一二次，试求一二次侧的工作电流、负载电阻折合到一次侧的

10、等效电阻侧的工作电流、负载电阻折合到一次侧的等效电阻R。【解解】通过本例通过本例学习变压器参数的基本计算学习变压器参数的基本计算112212213801520 487.91;19248380UNkUNNUkNU 工作电流、等效电阻工作电流、等效电阻22122484.84.8A;0.6A107.917.91 10626IIIkRk R变压器的工作原理PPT课件【学与练学与练-2-2】把负载直接接在信号源上的电路图如把负载直接接在信号源上的电路图如右右【例例1-1-2】一交流信号源的电动势一交流信号源的电动势 ，内阻，内阻R0400，现有一个，现有一个R=4的负载，试做如下计算：如果将的负载，试做

11、如下计算：如果将R直接直接与信号源连接，试求负载获得的功率；如果通过变压器实现与信号源连接，试求负载获得的功率；如果通过变压器实现阻抗匹配，试求负载获得的功率及变压器的变比。阻抗匹配，试求负载获得的功率及变压器的变比。20 2 sinVet【解解】通过本例学习通过本例学习如何进行阻抗匹配如何进行阻抗匹配，实现功率传输最大化。，实现功率传输最大化。R+-EILR0负载获得的功率为：负载获得的功率为：29.8 mWLLPI R负载电流为负载电流为：A0495. 04400200RREIL变压器的工作原理PPT课件续续如果通过变压器实现负载的阻抗如果通过变压器实现负载的阻抗匹配，则需在负载和电源之间

12、接入匹配，则需在负载和电源之间接入一个变压器，电路如右所一个变压器，电路如右所示。示。0400RR对应的电流为：对应的电流为：0200.025 A400400LEIRRRILR+-ER0负载获得的功率为：负载获得的功率为：阻抗匹配变压器的变比为：阻抗匹配变压器的变比为：400104RkR结论结论：通过阻抗匹配，可提高负载获取的功率，实现功率传输通过阻抗匹配，可提高负载获取的功率，实现功率传输效率最大化。这种技术主要应用于电子线路中，如收音效率最大化。这种技术主要应用于电子线路中，如收音机、电视机和音响设备的功率放大电路中。机、电视机和音响设备的功率放大电路中。匹配阻抗为匹配阻抗为：mW2504

13、00025. 022RIPL变压器的工作原理PPT课件小结小结 变压器的主要部件变压器的主要部件 铁芯：为磁通提供路径铁芯：为磁通提供路径 线圈（绕组）线圈（绕组）一次绕组：建立磁场，产生主磁通（电生磁）一次绕组：建立磁场，产生主磁通（电生磁）二次绕组：感应产生同频率的交流电（磁生电）二次绕组：感应产生同频率的交流电（磁生电） 变压器的主要功能变压器的主要功能 变电压：变电压：U1/U2=N1/N2=k 变电流：变电流：I1/I2=N2/N1=1/k 变阻抗：变阻抗： Z1=k2Z2 变压器的应用变压器的应用电力变压器、整流变压器、控制变压器、脉冲变压器、仪电力变压器、整流变压器、控制变压器、脉冲变压器、仪用互感器、阻抗匹配器用互感器、阻抗匹配器变压器的工作原理PPT课件