高中物理 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流 三相变压器的诞生素材 鲁科版选修3-2（通用）

高中物理 第4章 远距离输电 第1节 三相交变电流 三相变压器的诞生素材 鲁科版选修3-2（通用）

三相变压器的诞生 ‎ ‎1888年，俄国科学家多利沃—多布罗夫斯基提出三相电流可以产生旋转磁场，并发明三相同步发电机和三相鼠笼式电动机。1889年，他为解决三相电流的传输及供电问题，开始研究三相变压器。与当时的单相变压器相比，多利沃—多布罗夫斯基三相变压器的原边、副边线圈并无太大差别，主要区别是在铁心布置方面。当年，他申请第1个三相变压器铁心的专利，3个心柱在周向垂直对称布置，上、下与两个轭环相连。这种结构类似欧洲中世纪的修道院，故称为“Tempeltype(寺院式)”，如图1(a)所示。“寺院式”结构后来又发展出图1(b)和图1(c)式。1891年，西门子公司又首先采用了框式铁心，见图1(d)。‎ 图1  三相变压器铁心 世界上第一台三相变压器出现于1891年。当年8月，世界博览会在德国法兰克福(Frankfurt)召开，会议组织者为了展示交流电的输送和应用，在‎175km外的德国劳芬(Lauffen)的波特兰(Portland)水泥厂内装设了一套三相水轮发电机组(210kVA，150r/min，40Hz，相电压55V)，向博览会上的1000盏电灯和一台100马力的三相感应电动机供电。为此，德国通用电气公司(AEG)和瑞士奥立康(Oerlikon)厂分别为劳芬-法兰克福工程提供了4台和2台三相变压器。在劳芬，AEG公司提供了2台三相升压变压器(每台100kVA，变比为1∶160，Y-Y接)，Oerlikon工厂提供了一台升压变压器(150kVA，变比为1∶155)；在法兰克福的两座降压变电所，则分别装有2台AEG公司生产的三相降压变压器(变比为123∶‎ ‎1)向电动机供电，以及一台Oerlikon工厂生产的三相降压变压器(变比为116∶1)向1000盏电灯供电。实测变压器的最高效率已达到96%。图2为AEG公司制造的三相变压器。‎ 图2  AEG公司三相变压器(1891年)‎