《其他用途的變壓器(《電機(jī)與拖動(dòng)》課件).ppt》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《其他用途的變壓器(《電機(jī)與拖動(dòng)》課件).ppt（16頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

第6章其他用途的變壓器 返回總目錄 自耦變壓器儀用互感器電焊機(jī)變壓器本章小結(jié)習(xí)題與思考題 本章內(nèi)容 6 1自耦變壓器 自耦變壓器也有單相和多相之分 但與普通雙繞組變壓器的區(qū)別在于 只有一個(gè)繞組 副邊繞組是原邊繞組的一部分 因此 原邊 副邊繞組之間不但有磁的耦合 還有電的聯(lián)系 下面就以單相自耦變壓器為例來(lái)對(duì)其進(jìn)行分析 一 工作原理 圖6 1所示為一臺(tái)單相降壓自耦變壓器的工作原理圖 副邊繞組N2為原邊繞組N1的一部分 并且與鐵心中的磁通同時(shí)交鏈 與普通變壓器一樣 根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知 繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比 所以原邊 副邊繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)分別為 圖6 1單相自耦變壓器工作原理圖 變壓器的電壓比為 在忽略漏阻抗壓降時(shí) 有 自耦變壓器與普通變壓器有著相同的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式 即如果忽略影響不大的勵(lì)磁電流 上式可以變成 6 1自耦變壓器 6 1 6 2 即式 6 3 說明與反相 并且I2 I1 6 3 由于原邊 副邊繞組為同一繞組 存在電的聯(lián)系 在副邊繞組的抽頭處可以看成是電路的一個(gè)節(jié)點(diǎn) 因此根據(jù)基爾霍夫第二定律 KVL 可得 6 4 6 1自耦變壓器 其相量圖如圖6 2所示 從圖中可以看出 公共繞組部分的電流與原邊 副邊電流的大小關(guān)系為 即 6 5 式 6 5 的兩邊同乘以U2 就可得到自耦變壓器的輸出功率為 6 6 普通變壓器是以磁場(chǎng)為媒介 通過電磁感應(yīng)作用來(lái)進(jìn)行能量傳輸?shù)?自耦變壓器的原邊 副邊繞組既然有了電的聯(lián)系 它的能量傳輸方式也必然有著與普通變壓器的不同之處 從式 6 6 可以看出 自耦變壓器的輸出功率有兩部分組成 一部分為U2I1 由于I1是原邊電流 在它流經(jīng)只屬于原邊部分的繞組之后 直接流到副邊 傳輸?shù)截?fù)載中去 故U2I1稱為傳導(dǎo)功率 另一部分為U2I12 顯然要受到負(fù)載電流和原邊電流的影響 這三者要滿足式 6 4 所示的關(guān)系 所以I12可以看成是由于電磁感應(yīng)作用而產(chǎn)生的電流 這一部分功率也相應(yīng)地稱為電磁功率 另外 自耦變壓器也通常設(shè)計(jì)的原邊 副邊容量相等 即 6 7 6 1自耦變壓器 二 優(yōu)缺點(diǎn) 1 通過以上的分析可以看出 在自耦變壓器的從原邊傳遞到副邊的能量中 一部分是由于電磁感應(yīng)作用 一部分是由于直接傳導(dǎo)作用 而對(duì)普通變壓器而言 輸出功率只有電磁功率 所以 在同樣容量的前提下 自耦變壓器所用材料要比普通變壓器少 體積小 重量輕 效率也要高一些 從而可以降低成本 提高經(jīng)濟(jì)效益 但當(dāng)電壓比k較大時(shí) 經(jīng)濟(jì)效益就不明顯 一般自耦變壓器電壓比k設(shè)計(jì)為k 1 25 2 2 由于副邊繞組為原邊繞組的一部分 兩繞組之間存在著電的聯(lián)系 低壓側(cè)容易受到高壓側(cè)過電壓的影響 所以絕緣和過電壓保護(hù)要加強(qiáng) 3 由于只有一個(gè)繞組 漏電抗較普通變壓器要小 因此 短路阻抗小 短路電流就大 要加強(qiáng)短路保護(hù) 6 2儀用互感器 儀用互感器是配電系統(tǒng)中供測(cè)量和保護(hù)用的設(shè)備 分為電流互感器和電壓互感器兩類 它們的工作原理和變壓器相似 是把高電壓設(shè)備和母線的運(yùn)行電壓 大電流即設(shè)備和母線的負(fù)荷或短路電流按規(guī)定比例變成測(cè)量?jī)x表 繼電保護(hù)及控制設(shè)備的低電壓和小電流 一 電壓互感器 電壓互感器又稱儀表變壓器 也稱PT或TV 工作原理 結(jié)構(gòu)和接線方式都與普通變壓器相同 其接線圖如圖6 3所示 電壓互感器原邊繞組并接于被測(cè)量線路 副邊接有電壓表 相當(dāng)于一個(gè)副邊開路的變壓器 電壓互感器按其絕緣結(jié)構(gòu)形式 可分為干式 澆注式 充氣式 油浸式等幾種 根據(jù)相數(shù)可分為單相和三相 根據(jù)繞組數(shù)可分為雙繞組和三繞組 圖6 3電壓互感器接線圖 6 2儀用互感器 電壓互感器的特點(diǎn)是 1 與普通變壓器相比 容量較小 類似一臺(tái)小容量變壓器 2 副邊負(fù)荷比較恒定 所接測(cè)量?jī)x表和繼電器的電壓線圈阻抗很大 因此 在正常運(yùn)行時(shí) 電壓互感器接近于空載狀態(tài) 電壓互感器的原 副邊繞組額定電壓之比 稱為電壓互感器的額定電壓比 即k U1N U2N 其中原邊繞組額定電壓U1N是電網(wǎng)的額定電壓 且已標(biāo)準(zhǔn)化 如10 35 110 220kV等 副邊電壓U2N 則統(tǒng)一定為100 或 V 所以k也就相應(yīng)地實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化 為安全起見 副邊繞組必須有一點(diǎn)可靠接地 并且副邊繞組絕對(duì)不能短路 6 2儀用互感器 二 電流互感器 電流互感器也是按電磁感應(yīng)原理制成的 也稱CT或TA 其原邊繞組串接于被測(cè)線路中 副邊繞組與測(cè)量?jī)x表或繼電器的電流線圈串連 副邊繞組的電流按一定的變比反應(yīng)原邊電路的電流 其接線圖如圖6 4所示 與電壓互感器的情況相似 電流互感器的副邊繞組也必須有一點(diǎn)接地 由于作為電流互感器負(fù)載的電流表或繼電器的電流線圈阻抗都很小 所以 電流互感器在正常運(yùn)行時(shí)接近于短路狀態(tài) 圖6 4電壓互感器接線圖 6 2儀用互感器 電流互感器的種類很多 根據(jù)安裝地點(diǎn)可分為戶內(nèi)式和戶外式 根據(jù)安裝方式可分為穿墻式 支持式和套管式 根據(jù)絕緣結(jié)構(gòu)可分為干式 澆注式和油浸式 根據(jù)原邊繞組的結(jié)構(gòu)型式可分為單匝式和多匝式等 電流互感器的特點(diǎn)是 1 原邊繞組串聯(lián)在被測(cè)線路中 并且匝數(shù)很少 因此 原邊繞組中的電流完全取決于被測(cè)電路的負(fù)荷電流 而與副邊電流無(wú)關(guān) 2 電流互感器副邊繞組所接電流表或繼電器的電流線圈阻抗都很小 所以正常情況下 電流互感器在近于短路狀態(tài)下運(yùn)行 電流互感器原邊 副邊額定電流之比 稱為電流互感器的額定互感比 k I1N I2N 因?yàn)樵吚@組額定電流I1N已標(biāo)準(zhǔn)化 副邊繞組額定電流I2N統(tǒng)一為5 或1 0 5 A 所以電流互感器額定互感比也標(biāo)準(zhǔn)化了 為安全起見 電流互感器副邊繞組在運(yùn)行中絕對(duì)不允許開路 為此 在電流互感器的副邊回路中不允許裝設(shè)熔斷器 而且當(dāng)需要將正在運(yùn)行中的電流互感器副邊回路中儀表設(shè)備斷開或退出時(shí) 必須將電流互感器的副邊短接 保證不致斷路 6 3電焊機(jī)變壓器 電焊機(jī)在生產(chǎn)中的應(yīng)用非常廣泛 它是利用變壓器的特殊外特性 二次側(cè)可以短時(shí)短路如圖6 5 的性能而工作的 實(shí)際上是一臺(tái)降壓變壓器 一 電焊工藝對(duì)變壓器的要求 要保證電焊的質(zhì)量及電弧燃燒的穩(wěn)定性 電焊機(jī)對(duì)變壓器有以下幾點(diǎn)要求 1 空載時(shí) 空載電壓一般應(yīng)在60V 75V 以保證容易起弧 但考慮到操作者的安全 的最高電壓不超過85V 2 負(fù)載 即焊接 時(shí) 變壓器應(yīng)具有迅速下降的外特性 如圖6 5所示 在額定負(fù)載時(shí)的輸出電壓 焊鉗與工件間的電弧 約為30V左右 3 當(dāng)短路 焊鉗與工件間接觸 時(shí) 短路電流不應(yīng)過大 一般 4 為了適應(yīng)不同焊接工件和焊條 要求焊接電流大小在一定范圍內(nèi)要均勻可調(diào) 由普通變壓器的工作原理可知 引變壓器副邊 二次側(cè) 電壓下降的內(nèi)因 是內(nèi)阻抗Z2的存在 而普通變壓器Z2卻很小 很小 從空載到額定負(fù)載變化不大 不能滿足電焊要求 因此電焊變壓器應(yīng)具備較較大的電抗 才能使迅速下降 并且電抗還要可調(diào) 改變電抗的方法不同 可得不同的電焊變壓器 6 3電焊機(jī)變壓器 二 磁分路動(dòng)鐵心電焊變壓器 1 結(jié)構(gòu)如圖6 6所示 原 副繞組分裝于兩鐵心柱上在兩鐵心性之間有一磁分路 即動(dòng)鐵 動(dòng)鐵心通過一螺桿可以移動(dòng)調(diào)節(jié) 以改變漏磁通的大小 從而達(dá)到改變電抗的大小 圖6 5電焊變壓器的外特性 圖6 6磁分路動(dòng)電焊變壓器 6 3電焊機(jī)變壓器 2 工作原理 1 當(dāng)動(dòng)鐵心移出時(shí) 原 副繞組漏磁通減小 磁阻增大 磁導(dǎo)減小 漏抗減小 阻抗壓降減小 U2增高 焊接電流I2增大 2 當(dāng)動(dòng)鐵心移入時(shí) 原 副繞組漏磁通經(jīng)過動(dòng)鐵心形成閉合回路而增大 磁阻減小 磁導(dǎo)增大 漏抗增大 阻抗壓降增大 U2減小 焊接電流I2減小 3 根據(jù)不同焊件和焊條 靈活地調(diào)節(jié)動(dòng)鐵心位置來(lái)改變電抗的大小 達(dá)到輸出電流可調(diào)的目的 三 串聯(lián)可變電抗器的電焊變壓器 如圖6 7所示 在普通變壓器副繞組中串聯(lián)一可變電抗器 電抗器的氣隙 通過一螺桿調(diào)節(jié)其大小 這時(shí)焊鉗與焊件之間電壓為 式中 X為可變電抗器的電抗 6 3電焊機(jī)變壓器 圖6 7串聯(lián)可變電抗器的電焊變壓器 1 當(dāng)電抗器的氣隙 調(diào)小時(shí) 磁阻減小 磁導(dǎo)增大 可變電抗X增大 U2減小 I2減小 2 當(dāng)氣隙調(diào)大時(shí) 磁阻增大 磁導(dǎo)減小 可變電抗X減小 增大U2 I2增大 3 根據(jù)焊件與焊條的不同 可靈活地調(diào)節(jié)氣隙 的大小 達(dá)到輸出電流可調(diào)的目的 電焊機(jī)原邊還備有抽頭 可以調(diào)節(jié)起弧電壓的大小 本章小結(jié) 1 與普通變壓器不同 自耦變壓器的原邊 副邊共用一個(gè)繞組 副邊繞組為原邊繞組的一部分 兩個(gè)繞組之間不但有磁的聯(lián)系 也有電的聯(lián)系 2 自耦變壓器的容量由電磁容量和傳導(dǎo)容量?jī)刹糠纸M成 而普通變壓器的容量只有電磁容量 這也是兩種變壓器的區(qū)別之一 3 儀用互感器包括電壓互感器和電流互感器 為了安全起見 兩種互感器的副邊繞組都必須可靠接地 并且 電壓互感器的二次側(cè)不允許短路 電流互感器的二次側(cè)不允許開路 4 電焊機(jī)變壓器具有陡降的外特性 且電焊電流在一定范圍內(nèi)可均勻調(diào)節(jié) 一般有動(dòng)鐵心磁分路電焊變壓器和串聯(lián)可變電抗器的電焊變壓器 思考題與習(xí)題 6 1從容量的觀點(diǎn)來(lái)看 自耦變壓器與普通變壓器有什么不同之處 6 2用相量圖來(lái)說明自耦變壓器原邊電流 副邊電流以及公共部分電流的大小和相位關(guān)系 6 3簡(jiǎn)述電流互感器和電壓互感器的作用并比較這兩者的異同點(diǎn) 6 4電流互感器回路能否裝設(shè)熔斷器 6 5簡(jiǎn)述電流互感器與電壓互感器的工作原理 6 6電流互感器在換接電流表時(shí) 二次側(cè)能否斷開 6 7電焊機(jī)對(duì)變壓器有那些要求 用什么方法可以滿足