第1变压器1.ppt1.ppt

1、电机与电气控制技术电机与电气控制技术授课教师：金轶锋授课教师：金轶锋渭南师范学院物理与电气工程学院渭南师范学院物理与电气工程学院绪论绪论 电能是现代工业生产的主要能源和动力，电动机电能是现代工业生产的主要能源和动力，电动机是将电能转换为机械能，拖动生产机械的驱动装置。是将电能转换为机械能，拖动生产机械的驱动装置。用电动机拖动工作机械来实现生产工艺过程中的用电动机拖动工作机械来实现生产工艺过程中的各种控制要求的系统称为电力拖动系统。各种控制要求的系统称为电力拖动系统。工作机械工作机械反馈装置反馈装置电源电源控制设备控制设备电动机电动机传动机构传动机构拖动系统的分类：拖动系统的分类：直流拖动系统直

2、流拖动系统按有无反馈装置分类按有无反馈装置分类 交流拖动系统交流拖动系统 按拖动电动机分类按拖动电动机分类闭环电力拖动系统闭环电力拖动系统开环电力拖动系统开环电力拖动系统控制设备控制设备继电器继电器接触器接触器现代的现代的传统的传统的可编程控制器可编程控制器计算机大规模计算机大规模本课程内容：本课程内容：以三相异步电动机控制及电力拖动技术为重点，以三相异步电动机控制及电力拖动技术为重点，以继电器、接触器控制电路基本环节为主线，介绍以继电器、接触器控制电路基本环节为主线，介绍目前仍广泛使用的典型设备经典电气控制技术。目前仍广泛使用的典型设备经典电气控制技术。一、电机与电力拖动系统发展概况一、电机

3、与电力拖动系统发展概况1.1.基础：基础：法国科学家安培（法国科学家安培（18251825）:两载流导线有力作用两载流导线有力作用英国物理学家法拉第（英国物理学家法拉第（18311831）电磁感应定律：电能可转换）电磁感应定律：电能可转换为机械能，机械能可转换为电能为机械能，机械能可转换为电能丹麦物理学家奥斯特（丹麦物理学家奥斯特（18201820 ）：磁针受载流体作用旋转）：磁针受载流体作用旋转19世纪末，电动机逐渐代替了蒸汽机，出现了电力拖动。世纪末，电动机逐渐代替了蒸汽机，出现了电力拖动。欧洲完成了第一次工业革命。欧洲完成了第一次工业革命。2.2.发展三个阶段发展三个阶段（1 1）起初：

4、一台电动机拖动多台设备，）起初：一台电动机拖动多台设备，2020世纪世纪2020年代发展成为年代发展成为单独拖动。单独拖动。2020世纪世纪3030年代生产机械的各部件分别由各电动机拖年代生产机械的各部件分别由各电动机拖动，出现了多台电动机拖动，使生产机械的机械结构大为简化。动，出现了多台电动机拖动，使生产机械的机械结构大为简化。（2 2）随着生产发展的要求，提高加工精度和运行速度。如：）随着生产发展的要求，提高加工精度和运行速度。如：快起动、制动及反转、宽范围速度调节、生产过程自动化等。快起动、制动及反转、宽范围速度调节、生产过程自动化等。除改进电动机外，加装了自动控制设备组成了自动化电力拖

5、动除改进电动机外，加装了自动控制设备组成了自动化电力拖动系统。系统。（3 3）目前状况：随着自动化系统的产生，进而又出现了自动）目前状况：随着自动化系统的产生，进而又出现了自动控制理论，半导体器件和电力电子技术的应用，以及数控技术控制理论，半导体器件和电力电子技术的应用，以及数控技术和计算机技术的发展和应用。和计算机技术的发展和应用。（1）集中拖动）集中拖动 （2）单独拖动（）单独拖动（3）多机拖动）多机拖动电力拖动系统的优点：电力拖动系统的优点：起动、制动、反转和调速的控制简单方便，快速性起动、制动、反转和调速的控制简单方便，快速性好、效率高，而且电动机的类型很多，具有各种不同好、效率高，而

6、且电动机的类型很多，具有各种不同的运行特性，可满足各种类型生产机械的要求，以及的运行特性，可满足各种类型生产机械的要求，以及电力拖动系统各参数的检测、信号的变换和传送方便，电力拖动系统各参数的检测、信号的变换和传送方便，易于实现最优控制等。因此，电力拖动成为现代工农易于实现最优控制等。因此，电力拖动成为现代工农业电气自动化的基础。业电气自动化的基础。二、电力拖动自动控制的发展二、电力拖动自动控制的发展（1 1）手动到自动：最初是用为数不多的继电器、接触器及保护）手动到自动：最初是用为数不多的继电器、接触器及保护元件组成元件组成-继电接触器控制系统。继电接触器控制系统。（2 2）程序控制：）程序

7、控制：2020世纪世纪7070年代出现了微处理器为核心年代出现了微处理器为核心的新型工业控制器的新型工业控制器-可编程逻辑控制器、大规模的计可编程逻辑控制器、大规模的计算机控制算机控制三、课程的性质和学习要求三、课程的性质和学习要求 本课程是一门综合性的主干课专业课。对培养应本课程是一门综合性的主干课专业课。对培养应用型的电气工程及自动化类专业高等教育人才具有重用型的电气工程及自动化类专业高等教育人才具有重要作用。要作用。要完成课堂教学、实验教学、电气控制实训等方要完成课堂教学、实验教学、电气控制实训等方面所布置的任务。面所布置的任务。本章以一般用途的电力变压器为主要研究对象，本章以一般用途的

8、电力变压器为主要研究对象，着重分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情着重分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况，对其他用途的变压器作简单介绍。以期掌握变压况，对其他用途的变压器作简单介绍。以期掌握变压器变电压、变电流、变阻抗的原理，理解变压器铭牌器变电压、变电流、变阻抗的原理，理解变压器铭牌数据含义；学会正确使用各种变压器。数据含义；学会正确使用各种变压器。第一章变压器第一章变压器1变压器：是一种静止的电气设备。它是根据电磁变压器：是一种静止的电气设备。它是根据电磁感应的原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同感应的原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设

9、备。频率的另一等级电压和电流的设备。2作用：变换交流电压、变换交流电流和变换阻抗。作用：变换交流电压、变换交流电流和变换阻抗。3使用：是指选择、正确安装和导线连接。使用：是指选择、正确安装和导线连接。u1 Vu1u2 Ai2i1电压互感器电压互感器 变变压压器器基础知识基础知识1.1.变压器工作原理变压器工作原理2.2.变压器结构及分变压器结构及分3.3.变压器空载运行变压器空载运行4.4.变压器负载运行变压器负载运行本章目标本章目标1.1.掌握变压器三大作用，掌握三相变压掌握变压器三大作用，掌握三相变压器的连接组别器的连接组别2.2.理解变压器铭牌数据意义、学会正确理解变压器铭牌数据意义、学

10、会正确使用和选择变压器。使用和选择变压器。1.1 变压器的工作原理及分类变压器的工作原理及分类一、变压器基本工作原理一、变压器基本工作原理 u2u1i1i2 1 2ZLe2e 2e1e 1 1i2 N2 i2 2 e1e 2 L 2 e 1 N1 i1L 1 1e2u2施加：施加：u1i1二次绕组（也称副绕组或次级绕组）：接负载，其二次绕组（也称副绕组或次级绕组）：接负载，其匝数为匝数为N2N2一次绕组（也称原绕组或初级绕组）：接交流电源，一次绕组（也称原绕组或初级绕组）：接交流电源，其匝数为其匝数为NlNl；一、二次绕组中其感应电动势瞬时值分别一、二次绕组中其感应电动势瞬时值分别二、变压器的

11、应用与分类二、变压器的应用与分类1 1、变压器的应用、变压器的应用 变压器能够变换交变电压、变换交变电流、变换变压器能够变换交变电压、变换交变电流、变换阻抗的作用阻抗的作用容量分为小、中、大、特大四种类型容量分为小、中、大、特大四种类型：三相三相变变压器容量：压器容量：我国规定高压输电线中电压我国规定高压输电线中电压：110KV、220KV、330KV、500KV、750KV、1100KV、660KV直流10-630KV.A、800-6300KV.A、8000-63000KV.A、90000KV.A2 2、变压器的种类按用途不同分为、变压器的种类按用途不同分为1）电力变压器：供输配电系统中升压

12、或降压电力变压器：供输配电系统中升压或降压用。用。2 2）特殊变压器：如电炉变压器、电焊变压器）特殊变压器：如电炉变压器、电焊变压器3 3）仪用互感器：如电压互感器与电流互感器。）仪用互感器：如电压互感器与电流互感器。4 4）试验变压器：高压试验用。）试验变压器：高压试验用。5 5）控制用变压器：控制线路中使用。）控制用变压器：控制线路中使用。6 6）调压器：用来调节电压。）调压器：用来调节电压。三、电力变压器的额定值及主要系列三、电力变压器的额定值及主要系列1.1.额定值额定值产器型号产器型号 S90-500/10 标准号标准号额定容量额定容量 500KVA 使用条件使用条件 户外型户外型额

13、定电压额定电压 10000/400V 冷却条件冷却条件 ONAN额定电流额定电流 28.9/721.7A 短路电压短路电压 4.05%额定频率额定频率 50Hz 器身吊重器身吊重 1015Kg相相 数数 三相三相 油油 重重 302Kg联接级别联接级别 YynO 总总 重重 1753Kg制造厂制造厂 生产生产日期日期变压器铭牌变压器铭牌 额定值是额定值是对变压器正常对变压器正常工作作出的使工作作出的使用规定用规定,是正是正确使用变压器确使用变压器的依据。的依据。(1)(1)额定容量额定容量三相变压器：三相变压器：指视在功率的额定值。指视在功率的额定值。单相变压器：单相变压器：SN=3 U2N

14、I2N=3 U1N I1N SN=U2N I2N=U1N I1N 单单 位：位：V.A 或或 KV.A(2)(2)额定电压额定电压初级绕组额定电压，即正常工作电压初级绕组额定电压，即正常工作电压次级绕组额定电压，即正常工作电压次级绕组额定电压，即正常工作电压单位：单位：V或或 KV（3 3）额定电流）额定电流初级绕组的额定电流，即根据允许发热条初级绕组的额定电流，即根据允许发热条件所规定的绕组长期通过的最大电流件所规定的绕组长期通过的最大电流次级绕组的额定电流，即根据允许发热条次级绕组的额定电流，即根据允许发热条件所规定的绕组长期通过的最大电流件所规定的绕组长期通过的最大电流单位：单位：A或或

15、 KA2.2.电力变压器的型号及主要系列电力变压器的型号及主要系列防护代号防护代号（THTH湿热，湿热，TATA干热）干热）高压绕组额定电压等级（高压绕组额定电压等级（KVKV）额定容量额定容量（V.A,KV.AV.A,KV.A）例例:某三相变压器，某三相变压器，YN,dYN,d 联结，容量联结，容量S SN N=500kVA=500kVA，额定电压额定电压 U U1N 1N/U U2N 2N=35/11 kV=35/11 kV。求该变压器在额定状。求该变压器在额定状态下运行时，高、低压绕组的线电流和相电流。态下运行时，高、低压绕组的线电流和相电流。解：解：(1)(1)高压绕组的额定线电流高压

16、绕组的额定线电流I1NL=I1N=SN3 U1N=A 8.25 A 500103 1.73235103 因高压绕组为因高压绕组为 Y 形联结，额定相电流为形联结，额定相电流为 I1NP=I1NL=8.25 A(2)低压绕组额定线电流低压绕组额定线电流 I2NL=I2N=SN3 U1N=A 26.24 A 500103 1.73211103 因低压绕组为因低压绕组为形联结，额定相电流为形联结，额定相电流为 I2NP=I2NL3=A 15.15 A 26.241.732渭南师范学院物理与电子工程系1.21.2电力变压器的基本结构电力变压器的基本结构1.21.2电力变压器的结构电力变压器的结构铁铁心心柱柱铁铁心心柱柱铁铁 轭轭铁铁 轭轭11112222 心式变压器心式变压器低压绕组低压绕组高压绕组高压绕组(b)单相心式变压器示意图单相心式变压器示意图 渭南师范学院物理与电子工程系1.21.2电力变压器结构电力变压器结构 单相成壳式变压器单相成壳式变压器 铁铁 铁铁 铁铁 心心轭轭 柱柱 轭轭1122渭南师范学院物理与电子工程系 三相油浸式电力变压器三相油浸式电力变压器 1.21.2电力变压器