注：教案首頁，教案用紙由學(xué)校另行準(zhǔn)備 湖南省勞動廳編制湖南省技工學(xué)校理論教學(xué)教案教師姓名：學(xué)科電機(jī)變壓器執(zhí)行記錄日期星期檢查簽字班級節(jié)次課題儀用變壓器與電焊變壓器課的類型新授教學(xué)目的掌握儀用變壓器與電焊變壓器工作原理與特點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)常用儀用變壓器、電焊變壓器教學(xué)難點(diǎn)常用儀用變壓器、電焊變壓器主要教學(xué)方法講授教具掛圖無教學(xué)環(huán)節(jié)時間分配1、組織教學(xué)時間23、講授新課時間702、復(fù)習(xí)導(dǎo)入時間84、歸納小結(jié)時間55、作業(yè)布置時間5教學(xué)后記益陽高級技工學(xué)校[復(fù)習(xí)導(dǎo)入]國產(chǎn)電力變壓器的銘牌。國產(chǎn)電力變壓器系列。[講授新課]§3—1儀用變壓器要做一個直接測量大電流、高電壓的儀表是很困難的，操作起來也是十分危險的。利用變壓器能改變電壓和電流的功能，制造出特殊的變壓器——儀用變壓器(或稱互感器)。把高電壓變成低電壓，就是電壓互感器；把大電流變成小電流，就是電流互感器。利用互感器使測量儀表與高電壓、大電流隔離，從而保證儀表和人身的安全，又可大大減少測量中能量的損耗，擴(kuò)大儀表量限，便于儀表的標(biāo)準(zhǔn)化。因此，儀用變壓器被廣泛應(yīng)用于交流電壓、電流、功率的測量中，以及各種繼電保護(hù)和控制電路中。一、電流互感器1．工作原理電流互感器結(jié)構(gòu)上與普通雙繞組變壓器相似，也有鐵心和一次側(cè)、二次側(cè)繞組，但它的一次側(cè)繞組匝數(shù)很少，只有一匝到幾匝，導(dǎo)線都很粗，串聯(lián)在被測的電路中，流過被測電流，被測電流的大小由用戶負(fù)載決定，電流互感器的二次側(cè)繞組匝數(shù)較多，它與電流表或功率表的電流線圈串聯(lián)成為閉合電路，由于這些線圈的阻抗都很小，所以二次側(cè)近似于短路狀態(tài)。由于二次側(cè)近似于短路，所以互感器的一次側(cè)的電壓也幾乎為零，因為主磁通正比于一次側(cè)輸入電壓，總磁勢為零。2．電流互感器使用中應(yīng)注意的事項：(1)運(yùn)行中二次側(cè)不得開路，否則會產(chǎn)生高壓，危及儀表和人身安全，因此二次側(cè)不能接熔斷器；運(yùn)行中如要拆下電流表，必須先將二次側(cè)短路才行。(2)電流互感器的鐵心和二次側(cè)繞組一端要可靠接地，以免在絕緣破壞時帶電而危及儀表和人身安全。(3)電流互感器的一次側(cè)、二次側(cè)繞組有“+”“—”或“。”的同名端標(biāo)記，二次側(cè)接功率表或電能表的電流線圈時，極性不能接錯。(4)電流互感器二次側(cè)負(fù)載阻抗大小會影響測量的準(zhǔn)確度，負(fù)載阻抗的值應(yīng)小于互感器要求的阻抗值，使互感器盡量工作在“短路狀態(tài)”。并且所用互感器的準(zhǔn)確度等級應(yīng)比所接的儀表準(zhǔn)確度高兩級，以保證測量準(zhǔn)確度。例如，一般板式儀表為1．5級，可配用0．5級電流互感器。二、電壓互感器1．工作原理電壓互感器的原理和普通降壓變壓器是完全一樣的，不同的是它的變壓比更準(zhǔn)確；電壓互感器的一次側(cè)接有高電壓，而二次側(cè)接有電壓表或其他儀表(如功率表、電能表等)的電壓線圈。因為這些負(fù)載的阻抗都很大，電壓互感器近似運(yùn)行在二次側(cè)開路的空載狀態(tài)，U2為二次側(cè)電壓表上的讀數(shù)，只要乘變比K就是一次側(cè)的高壓電壓值。2，電壓互感器的使用一般電壓互感器二次側(cè)額定電壓都規(guī)定為100V，一次側(cè)額定電壓為電力系統(tǒng)規(guī)定的電壓等級，這樣做的優(yōu)點(diǎn)是二次側(cè)所接的儀表電壓線圈額定值都為100V，可統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)化。和電流互感器一樣，電壓互感器二次側(cè)所接的儀表刻度實際上已經(jīng)被放大了K倍，可以直接讀出一次側(cè)的被測數(shù)值。例如，JDC—0．5型表示為單相干式電壓互感器，額定電壓為500V。選擇電壓互感器時，一要注意額定電壓要符合所測電壓值；二要注意二次側(cè)負(fù)載電流總和不得超過二次側(cè)額定電流，使它盡量接近“空載運(yùn)行”狀態(tài)。使用中的注意事項：（1）二次側(cè)不能短路，否則會燒壞繞組。為此，二次側(cè)要裝熔斷器(2)鐵心和二次側(cè)繞組的一端要可靠接地，以防絕緣破壞時，鐵心和繞組帶高電壓。（3）二次側(cè)繞組接功率表或電能表的電壓線圈時，極性不能接錯。三相電壓互感器和三相變壓器一樣．要注意連接法，接錯會造成嚴(yán)重后果。(4)電壓互感器的準(zhǔn)確度與二次側(cè)的負(fù)載大小有關(guān)，負(fù)載越大，即接的儀表越多，誤差越大?！?—2電焊變壓器交流弧焊機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低、制造容易和維護(hù)方便而得到廣泛應(yīng)用。電焊變壓器是交流弧焊機(jī)的主要組成部分，它實質(zhì)上是一個特殊性能的降壓變壓器。為了保證焊接質(zhì)量和電弧燃燒的穩(wěn)定性，電焊變壓器應(yīng)滿足以下條件：(1)二次側(cè)空載電壓應(yīng)為60—75V，以保證容易起弧。同時為了安全，空載電壓最高不超過85V。(2)具有陡降的外特性，即當(dāng)負(fù)載電流增大時，二次側(cè)輸出電壓應(yīng)急劇下降，通常額定運(yùn)行時的輸出，電壓U2s為30V左右(即電弧上電壓)。(3)短路電流／1c不能太大，以免損壞電焊機(jī)，同時也要求變壓器有足夠的電動穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。焊條開始接觸工件短路時，產(chǎn)生一個短路電流，引起電弧，然后焊條再拉起產(chǎn)生一個適當(dāng)長度的電弧間隙。所以，變壓器要能經(jīng)常承受這種短路電流的沖擊。(4)為了適應(yīng)不同的加工材料、工件大小和焊條，焊接電流應(yīng)能在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。為了滿足以上要求，根據(jù)前面分析，影響變壓器外特性的主要因素是一次側(cè)、二次側(cè)繞組的漏阻抗Z和Z。以及負(fù)載功率因數(shù)cosΦ2。由于焊接加工是屬于電加熱性質(zhì)，故負(fù)載功率因數(shù)基本上都一樣，cosΦ2≈1，所以不必考慮。而改變漏抗可以達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電流的目的，根據(jù)形成漏抗和調(diào)節(jié)方法的不同，下面介紹幾種不同的電焊變壓器。一、帶可調(diào)電抗器的電焊變壓器帶可調(diào)電抗器的電焊變壓器有外加電抗器式和共軛式兩種結(jié)構(gòu)形式。1．外加電抗器式外加電抗器式電焊變壓器是在一臺降壓變壓器的二次側(cè)輸出端再串接一臺可調(diào)電抗器組合而成。為了調(diào)節(jié)二次側(cè)空載電壓U，在一次側(cè)繞組中備有分接頭。電焊變壓器輸出電流的調(diào)節(jié)主要通過改變電抗器的氣隙大小來實現(xiàn)，如氣隙減小時，電抗增大，電焊機(jī)輸出外特性下降陡度就增大，電流就減小。2．共軛式共軛式電焊變壓器是將變壓器鐵心和電抗器鐵心制成一體成為共軛式結(jié)構(gòu)(即有部分磁軛是共用的)。它除了變壓器一次側(cè)、二次側(cè)線圈1和2外，還有個電抗線圈3和動鐵心4。變壓器二次側(cè)輸出線圈是與電抗器線圈串聯(lián)的，設(shè)E是電抗器上的電動勢，是變壓器二次側(cè)電動勢，當(dāng)兩者是順極性串聯(lián)時，輸出電壓為兩者之和。當(dāng)兩者是反極性串聯(lián)時，輸出電壓為兩者之差。因此得到兩種不同空載電壓的外特性。當(dāng)然，這兩條曲線相差較大(即粗調(diào))，如果能得到它們中間的一些曲線，即達(dá)到微調(diào)電流的目的，只要調(diào)節(jié)電抗器鐵心中間的動鐵心，通過改變氣隙來改變E．的大小和電抗值，從而改變曲線的下降陡度，達(dá)到改變電流的目的。二、磁分路動鐵式電焊變壓器磁分路動鐵式電焊變壓器是在鐵心的兩柱中間又裝了一個活動的鐵心柱，稱為動鐵心。一次側(cè)繞組繞在左邊一鐵心柱上，而二次側(cè)繞組分兩部分，一部分在左邊與一次側(cè)同在一個鐵心柱上；另一部分在右邊一個鐵心柱上。當(dāng)改變二次側(cè)繞組的接法時就達(dá)到改變匝數(shù)和改變漏抗的目的，從而達(dá)到改變起始空載電壓和改變電壓下降陡度的作用，以上是粗調(diào)作用。粗調(diào)有I和Ⅱ兩擋。如果要微調(diào)電流，則要微調(diào)中間動鐵心的位置。如果把動鐵心從鐵心的中間逐步往外移動，那么從動鐵心中漏過的磁通會慢慢地減少。因為動鐵心往外移動；氣隙加大，磁阻也加大，漏磁通就減少，漏抗隨之減少，電流下降速度就慢。當(dāng)連接片接在I位置時(即粗調(diào)電流)，次級繞組匝數(shù)較多，所以空載電壓較高。這時把動鐵心移到最里面，則漏磁通最多，漏抗最大，曲線下降最陡，即為曲線1；反之，把動鐵心慢慢移出來，曲線就慢慢向曲線2靠近。如果工作電壓為30V，工作電流就會從60A左右慢慢向170A變化，這就是微調(diào)電流的原理。當(dāng)粗調(diào)節(jié)器放在Ⅱ位置，由于二次側(cè)匝數(shù)少了，空載電壓從70V降到60V，曲線3、4的陡度也小了。同前面分析的一樣，當(dāng)動鐵心從最里面移動到最外面時，工作，電流將從130A左右慢慢向450A變化。三、動圈式電焊變壓器前面兩種變壓器的一次側(cè)、二次側(cè)繞組是固定不動的，只是改變動鐵心位置，即改變氣隙大小來改變漏磁通的大小，從而改變了漏抗大小，達(dá)到改變曲線的下降陡度、調(diào)節(jié)電流的目的。動圈式電焊變壓器的鐵心是殼式結(jié)構(gòu)，鐵心氣隙是固定不可調(diào)的。一次側(cè)繞組固定在鐵心下部，二次側(cè)繞組置于它的上面，并且可借助手輪轉(zhuǎn)動螺桿，使二次側(cè)繞組上下移動，從而改變一次側(cè)、