11-1變壓器的構造.

新課

課*題變壓器的工作原理課型

H—2

授課班級授課時數3

的1.掌握變壓器的構造和工作原理。

2.熟練掌握變壓器變換電壓、電流和阻抗的規律。

教學目標

01.變壓器的工作原理。

教學重點2.變換電壓、電流和阻抗的規律。

*

阻抗變換規律及其應用。

教學難點

了學生在實驗中已接觸過變壓器。

學情分析

0

教學效果

如

教后記

課前復習

1.電流產生的磁場。

新課

2.右手螺旋定則。

3.楞次定律。

第一節變壓器的構造

一、構造

1.鐵心

（1）磁路的通道。

（2）用彼此絕緣的硅鋼片登成，目的是增加電阻，減小渦流和磁滯損耗。

（3）結構形式：心式和殼式。

2.繞組

一次繞組（原繞組）:和電源相連的線圈。

二次繞組（副繞組）：與負載相連的線圈。

3.其他附件

絕緣層——冷卻設備——鐵殼或鋁殼（電磁屏岐作用）

二、用途和種類

1.符號

2.用途

改變交流電壓，改變交流電流，改變阻抗，改變相位。

3.種類

電力變壓瑞（輸配電）：整流變壓器；

調壓變壓器：輸入、輸出變壓器。

第二節變壓器的工作原理

演示變壓器有載（燈座）的工作情況。

?、工作原理

電磁感應原理。

通過演示啟發學生詳細敘述變壓器能量傳遞的過程。

二、變換交流電壓

1.推導

因

Ei=N["

At

Ei=M----

At

所以

Ei_N\

瓦一冠

2.因

UgE\>Ui?Ei

結論

U\M〃

—~----=K

U1M

即一次、二次繞組兩端電壓與繞組匝數成正比，K稱為變壓比，

3.討論

K>1,即M>M，U\>U2

K<1,即Ni<M，UicSMi

三、變換交流電流

1.推導

由

Pi=/|t/icos(pi，Pi=I2U2COS6,P\=P2

cos(p\?cos6

得

2.結論

/iNi1

---%----=--

hMK

即一次、二次繞組中電流與繞組匝數成反比。

3.提問

為什么高壓邊線圈匝數多而導線細，低壓邊則相反？

四、變換交流阻抗

1.推導

由

「呼㈤喈

得

團=(金用卜平|

2.結論

在二次側接上負載阻抗口21時，就相當于使電源直接接上一個阻值為K2|zJ的阻

抗。

例1:[例1]

3.變換阻抗的應用

使負我阻抗與信號源內阻抗匹配，從而使負我獲得最大的輸出功率，這在電子技

術上應用很廣泛。

例2：[例2]

五、變壓器的外特性和電壓變化率

1.外特性

(1)當變壓器的一次電壓和負載功率因數都一定時，二次電壓隨二次電流變化的

美系稱為變壓器的外特性。

(2)外特性曲線

2.電壓變化率

它指空載時二次電壓SN和有載時二次電壓S之差與SN的百分比，即

AU=———=-x100%

電壓變化率是變壓器的主要性能指標之一，數值越小表示變壓器性能越好，一般在5%

左右。

習題(《電工基礎》第2版周紹敏主編)

1.是非題(1)?(6)o

練習

2.選擇題(1)?(4)0

1.變壓器的結構和工作原理。

2.要求學生熟泥變壓器應用的三個公式，并強調公式的適用條件，應用時要特別

小結注意。

習題(《電工基礎》第版周紹敏主編)

/爆2

4.問答與計算題(1)?(3)0

布置作業

.

11一3變壓器的功率和效率新課

課題課型

授課班級授課時數I

Q掌握變壓器功率和效率的計算。

教學目標

@功率和效率的計算。

教學重點

/一次電流的計算。

教學難點

了

學情分析

/

教學效果

A

教后記

斗$課前復習

加.里變壓器的作用

1.變換交流電壓。

2.變換交流電流。

3.變換阻抗。

強調三公式的適用條件。

則如果考慮損耗情況將會怎樣呢？

第三節變壓器的功率和效率

一、功率

1.一次輸入功率

P\=t/|/lCOS（p\

2.二次輸出功率

Pi=U2/2COS（p\

3.損耗功率

P=Pl-P2=2飛+Pcu

電流越大，銅損Pcu越大；頻率越高,鐵損PFC越大。

二、掌握幾個規律

1.二次輸出電壓的大小隨一次輸入電壓的變化而變化（即S的大

小由U1決定）；

2.一次電流隨二次電流的變叱而變化（即人由〃決定）；

3.一次輸入功率隨二次輸出功率的變化而變化（即Pi的大小由Pi

決定）。

三、效率

效率是指輸出功率與輸入功率的百分比，即

P2

n——x100%

Pi

例1:本節例題

通過例題總結出解題規律：U2fp

練習

1.變壓器一次輸入功率、二次輸出功率的計算。

2.變壓器效率的概念以及它的計算公式。

小結

■

習題(《電工基礎》第2版周紹敏主編)

/J3.填充題(1)?(4)；4.問答與計算題(4)o

布置作業

11一4常用變壓器.

3新課

課題11—5變壓器的額定值和檢測課型

授課班級授課時數2

的

1.了解常用變壓器的結構、特點和用途。

2.了解變壓器的額定值及檢測方法。

教學目標

e常用變壓器的結構、特點和用途。

教學重點

安

教學難點

守

學情分析

a

教學效果

教后記

課前復習

變壓器應用的三個公式，公式的適用條件。

新課

第四節常用變壓器

一、耦合變壓器（調壓變壓器）

I.結構特點

變壓器一次、二次繞組有一部分是共用的。

2.作用

連續改變輸出電壓。

3.分析

U\MNi

K,U2=—5

M

即：改變M即可改變

4.優缺點

與同容量變壓器相比重量輕、體積小，用銅量少、效率高。

/iN211

?-----—:/]?-h

77M

所以

/cb=h-h=h--h=h（I--）

，cb＜，2

用銅量減少，但高低壓繞組存在著電氣上的聯系，所以它不能作為安全變壓器。

二、多繞組變壓器

1.結構特點

一次或二次都可能有多個繞組。

2.作用

可同時輸出幾個不同的電壓。

3.分析

SN\U\N\

UlN2U3N3

八P2+P-3+…

P\=-------

7

/.=^

U、cos夕1

三、互感器

I.電壓互感器

（1）結構特點M>>M

（2）作用

測量高電壓。

（3）分析

（4）注意點

二次繞組不能短路（配套?只電壓表），二次繞組和鐵心要可靠接地。

2.電流互感器

（1）結構特點Ni?M

(2)作用：測量大電流。

(3)分析

/lN21

—念---=一,K?\

hMK

所以

1

/i?一h

K

(4)注意點

二次繞組不能開路（配套一只電流表）：二次繞組和鐵心要可靠接地。

（5）介紹鉗形電流表結構、使用。

四、三相變壓器

三相變壓器實際上就是三個相同的單相變壓器的組合。

1.結構特點

每個鐵心柱上繞著同一相的一次和二次繞組。

2.作用

改變三相交流電的電壓。

3.根據三相電源和負載情況，一次、二次繞組既可接成星形，又可接成三角形。

第五節變壓器的額定值和檢驗

一、額定值

變壓器額定運行的條件叫變壓器的額定值。

1.額定容量：指二次側的最大視在功率。

2.額定一次、二次電壓：額定一次電壓是指接到一次繞組電壓的規定值；額定二

次電壓是指變壓器空載時，一次加上額定電壓，二次側兩端的電壓值。

3.額定電流：指規定的滿載電流值。

1.區分各繞組

根據直流電阻值區分。方法：線細、匝數多，電阻大的是高壓繞組：線粗、匝數少，

電阻小的是低壓繞組。

2.絕緣檢杳

使用兆歐表測量各繞組之間、各繞組到地（鐵心）之間的絕緣且阻值。

3.各繞組的電壓和變壓比

電壓低是繞組匝數少r,電壓高是繞組匝數多/。

4.磁化電流

一次側加上額定電壓，二次側開路時的一次電流稱為磁化電流,"一般為一次額定

電流的3%?4%。磁化電流太大，變壓蒲不能使用，表明一次繞組匝數繞少了（即電感

量不夠）或鐵心結合處距離太大或鐵心的磁導率太小。

練習

填表

自耦多繞組電壓電流三相

避變壓器變壓器互?感器互感器變壓器

結構特點

小結作用

注意點

計算公式

■

/g習題（《電工基冊》第2版周紹敏主編）

4.問答與計算題（5）、（6）0

布置作業

11—6三相異步電動機4新課

課題課型

授課班級授課時數4

1.掌握三相異步電動機的構造、工作原理，并熟悉它

r的銘牌數據的意義。

教學目標2.掌握三相異步電動機極數與轉速的計算。

:1.三相異步電動機的工作原理。

三相異步電動機極數與轉速的計算。

教學重點2.

/旋轉磁場的產生。

教學難點

了

學生已掌握磁場的知識。

學情分析

教學效果

M

教后記

%課前復習

新課1.電磁感應現象。

2.右手定則、左手定則。

第六節三相異步電動機

電動機是利用電磁感應原理，把電能轉換為機械能，輸出機械轉矩的原動機。

電動機可分為：交流電動機和直流電動機。交流電動機分為：單相電動機和三相

電動機，二和電動機分為：同步和異步。

一、結構

1.定子

機座：保護和散熱作用。

鐵心：是電動機的磁路部分。由彼此絕緣的硅.鋼片疊成。目的是減小鐵損（渦流

和磁滯損耗）。

繞組：是電動機的電路部分。三組，空間位置彼此相差120%

2.轉子

轉軸：輸出機械轉矩。

鐵心：由彼此絕緣的硅鋼片疊成。

繞組：繞線式、籠型

二、旋轉磁場的產生

1.講解

2.結論：當空間彼此相差120。的三個相同的線圈通入對稱三相交流電時，就能夠

產生與電流有相同用速度的旋轉磁場(即在一個周期內電流的相位角變化了36()。，具

合成磁場的方向在空間也旋轉了360。)。

3.旋轉磁場的旋轉方向與三相電源的相序一致。要使旋轉磁場反轉，只要改變電

源的相序，即只要把接到三相繞組始端上的任意兩根電源線對調，就可以實現旋轉磁

場的反轉。

4.直流電一恒定磁場

單相交流電——脈動磁場

三相交流電——旋轉磁場

三、工作原理

I.原理

定子繞組通入對稱的三相交流電，產生旋轉磁場；轉子導體與旋轉磁場之間有相

對運動，就切割旋轉磁場的磁感線，所以在閉合的轉子導體中就產生感應電流：轉子

導體中感應電流一產生就受到旋轉磁場的力矩作用，使電動機轉動。

2.電動機的轉動方向與旋轉磁場的轉動方向是相同的。

3.電動機的轉速〃總是小于■旋轉磁場的轉速HO.

這是三相異步電動機工作的必要條件若〃=〃0無相對運動，無感應電流，不轉動。

四、電動機的轉速

I.旋轉磁場的轉速

(1)磁極對數p,它的大小由每個繞組中串聯的線圈個數決定。若每相繞組只有

一個線圈，繞組的始端之間相差120。，則〃=1：若每相繞組有兩個線圈串聯，繞組的

始端之間相差60。，則〃=2；依次類推。

/八60/

(2)/?o=--

P

若/=50Hz

P=1?no=3000r/min

P=2,如=1500"min

2.電動機的轉速

<1)轉差率

(2)電動機的轉速〃=加(1-s)。

五、銘牌

1.型號

2.電壓：指額定運行時定子繞組應加的線電壓數值。

3.電流：指額定運行時定子境組的線電流值。

4.轉速：S在1%~9%之間，能正常工作。

5.功率和效率

（1）功率指額定運行時輸出功率心。

輸入功率

PI=A/3UVICOS夕

（2）效率

〃=-Lx100%

P?

6.功率因數指滿載時的值。

7.接法指定子繞組的接法。

8.絕緣等級指額定運行時機內溫度最高點處所容許的極限溫度值。

9.工作方式：連續、短時、斷續。

習題（《電工基礎》第2版周紹敏主編）

1.是非題（7）~（10）。

練習

1.三相異步電動機的組成，各部分起的作用。

戶

2.三相異步電動機的工作原理

3.三相異步電動機的轉差率：旋轉磁場的轉速、電動機轉速的計算。

小結

4.動機的額定功率、額定電壓、額定電流。

■

習題（《電工基瑞》第版周紹敏主編）

/名2

4.問答與計算題（7）?（9）。

布置作業

g11—7三相異步電動機的控制4新課

課題課型

授課班級授課時數2

了解三相異步電動機的起動、反轉、調速和制動的基本

原理與基本方法。

教學目標

0三相異步電動機的起動、反轉的基本原理與基本方法。

教學重點

升

制動的基本原理與基本方法。

教學難點

空

學情分析

0

教學效果

教后記

課前復習

新課在相同的線電壓下，Y形聯結時的線電流和△形聯結時的線電流的

美系。

第七節三相異步電動機的控制

一、起動

電動機的起動有全壓起動和降壓起動兩種。

1.直接起動（全壓起動）

加在電動機定子繞組的起幼電壓是電動機的額定電壓，這樣的起動叫全壓起動。

（1）特點：轉子電流很大，定子電流也很大。

（2）適用于小型電動機。

（3）缺點：起動電流大，是額定工作電流的5?7倍，使電動機本身的使用壽命降

低，同時，還影響同一電網上鄰近電氣設備的正常工作。

2.降壓起動

減小起動電流，避免直接起動時的缺點。

（1）$電阻降壓起動一一在電動機起動時將電阻串聯在定子繞組與電源之間的起

動方法。

（2）星形一三角形換接起動一一電動機在起動時把定子繞組連成星形，等到

轉速接近額定值時再換成三角形的起動方法。起動電流僅為直接起動時的《，只適用于

3

正常運行時定子繞組為三角形連接的電動機。

例1：已知：/N=15A?/SAN=6（/s為直接起動的起動電流），求：采用丫-4起

動時，起動電流為多大？

（3）自耦降壓起動

二、調速

n=啾1-5)=(1-s)—L

P

1.變頻調速

2.變轉差率調速:只適用于繞線式轉子電動機

方法：在轉子電路中接入一個調速電阻，通過改變電阻的大小來改變轉速。

3.變極調速

三、反轉

只要將三根相線中任意兩根對調即可。

1.機械制動

2.電氣制動

(I)反接制動：在電動機停車時，將接到電源的三根導線中的任意兩根對調位置,

使旋轉磁場反向旋轉，而轉子由于慣性仍在原方向轉動。這時的轉姮方向與電動機的轉

動方向相反，因而起制動的作用。當轉速接近零時，利用某種控制電器將電源自動切斷,

否則，電動機將會反轉。

缺點：反接后旋轉磁場與電動機的相對運動轉速(〃+小)很大，因而電流較大。

(2)能耗制動：在切斷三相電源的同時通入宜流電，該直流電的恒定磁場與轉動

的轉子相互作用產生的轉矩與電動機轉子慣性運動的方向相反，從而使電動機停下來。

練習

1.全壓起動、降壓起動的概念。

2.降壓起動的方法。

3.Y-A降壓起動的原理。

小結4.改變三相異步電動機的旋轉速度的方法：使三相異步電動機反