茂名市高級技工學校文化理論課教案編號：QD-0707-03 流水號:科 目電機與變壓器授課班級17農機電授課日期2018.3章節第一章第3節課題變壓器的原理授課方式講授法授課時數2節授課類型作業理論 題數教學目的1.通過教學使學生掌握變壓器負載運行時的各種關系教具準備教學重點變壓器負載運行時的物理情況、電壓平衡關系、等效電路等變壓器繞組的折算教學難點變壓器負載運行時的物理情況、電壓平衡關系、等效電路等教學后記備注授課教師：楊正強 備課日期：2018年3月12日審批： 日期：年月曰第1頁共8頁教學過程、教學回顧及導入課題教學過程、教學回顧及導入課題1、 掌握變壓器的定義、用途和分類；2、 了解變壓器的結構，會分析實際變壓器結構特點;3、 培養學習分析問題、解決問題的能力。二、新課講授§1—3變壓器的原理一、變壓器的空載運行變壓器空載運行一一變壓器一次繞組加額定電壓，二次繞組開路的工作狀態。理想變壓器空載運行理想空載變壓器的空載運行原理圖（1） 空載電流i0理想變壓器的空載電流主要產生鐵心中磁通，所以空載電流也稱為空載勵磁電流，是無功電流。（2） 電壓和感應電動勢的關系U1=-E U2=E2感應電動勢的大小E=4.44fN0mU=E；即U=E=4.44fN①m1 1 1 1變壓比E7N2Uq實際變壓器空載運行實際變壓器一次繞組存在電阻r1,當一次繞組有空載電流流過時，會在該電阻上產生電壓降u°r1。實際變壓器(有漏磁)空載運行圖空載電流產生的磁通分為兩部分，其中大部分磁通通過鐵心交鏈一次側繞組和二次側繞組，該磁通稱為主磁通，它在一次側繞組和二次側繞組中分別感應出電動勢e1和馬；另一小部分磁通只通過一次側繞組周圍的空間形成閉路，稱為漏磁通，僅占主磁通的0.25%左右，它在一次側線圈中產生漏抗電動勢es1。鐵耗一一鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗。實際變壓器電壓方程為：u.2=e2二、變壓器的負載運行1U1。1U2。1U1。1U2。Wi單相變壓器負載運行實驗圖單相變壓器負載運行接線圖單相變壓器負載運行實驗圖單相變壓器負載運行接線圖單相變壓器負載運行圖磁動勢平衡方程式變壓器負載運行時的磁動勢平衡方程式為 N1^+N21=N1^由于變壓器的空載電流I0很小，特別是在變壓器接近滿載時，I0基本上可以忽略不計，于是可得變壓器一、二次繞組磁動勢的有效值關系為N]ij+N2。&0變壓器變比:【圖同上：變壓器一、二次繞組中的電流與一、二次繞組的匝數成反比，即變壓器也有變換電流的作用，且電流的大小與匝數成反比。】

2.電壓方程式一次繞組的電壓方程為：E一瓦+1西二次繞組的電壓方程為：u2=e2-i2z^二次繞組的端電壓對外應等于次級電流在負載阻抗上的電壓降，即:U2=i2ZL阻抗變換公式:變壓器的阻抗變換作用阻抗變換公式:U1=KU2=K2U2TH~K T^變壓器的外特性變壓器的外特性是用來描述輸出電壓U2隨負載電流I2的變化而變化的情況。當一次繞組電壓U1和負載的功率因數cos02一定時，二次繞組電壓U2與負載電流I2的關系，稱為變壓器的外特性。電壓調整率一般情況下，變壓器的負載大多數是感性負載，因而當負載增加時，輸出電壓U2總是下降的，其下降的程度常用電壓變化率來描述。當變壓器從空載到額定負載（i2=i2N）運行時，二次繞組輸出電壓的變化值△U與空載電壓（額定電壓）U2N之比的百分值就稱為變壓器的電壓調整率，用△U來表示。X10（）%=告X100%一般情況下照明電源電壓波動不超過±5%，動力電源電壓波動不超過-5%~10%。變壓器的損耗及效率（1） 鐵損耗PFe變壓器的鐵損耗包括基本鐵損耗和附加鐵損耗兩部分。基本鐵損耗包括鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，它決定于鐵心中的磁通密度的大小、磁通交變的頻率和硅鋼片的質量等。附加損耗則包括鐵心疊片間因絕緣損傷而產生的局部渦流損耗、主磁通在變壓器鐵心以外的結構部件中引起的渦流損耗等，附加損耗約為基本損耗的15%?20%左右。變壓器的鐵損耗與一次繞組上所加的電源電壓大小有關，而與負載電流的大小無關。當電源電壓一定時，鐵心中的磁通基本不變，故鐵損耗也就基本不變，因此鐵損耗又稱“不變損耗”。『FeXP｛）（2） 銅損耗PCu變壓器的銅損耗也分為基本銅損耗和附加銅損耗兩部分。基本銅損耗是由電流在一次、二次繞組電阻上產生的損耗，而附加銅損耗是指由漏磁通產-6-生的集膚效應使電流在導體內分布不均勻而產生的額外損耗。附加銅損耗約占基本銅損耗的3%?20%。在變壓器中銅損耗與負載電流的平方成正比，所以銅損耗又稱為“可變損耗”。Pcu=(j8)2PCuN=(/?)2PK效率變壓器的輸出功率P2與輸入功率P1之比稱為變壓器的效率〃，即n=P2X100%=P2x100%= P2 x100%P P+AP P+P+P1 2 2cuFe由于變壓器沒有旋轉的部件，不像電機那樣有機械損耗存在，因此變壓器的效率一般都比較高，中小型電力變壓器效率在95%以上，大型電力變壓器效率可達99%以上。實用公式(單相、三相均可用)