* 电机与拖动 第  五  章 变 压 器 结束 变压器的空载运行 变压器的工作原理 变压器的负载运行 变 压 器  原  理 结束 变  压  器  原  理 本 章 要 求： 熟练掌握变压器的工作原理，了解其结构。  能正确使用变压器的额定值 。 掌握变压器空载、负载运行时的物理过程 。 掌握变压器的等效电路、方程和相量图。 掌握本章分析问题的方法。 掌握参数折算的原则 ，并能熟练利用等效电路进行计算。 结束 第一节  变压器的用途、结构、原理 一  、变压器的用途        变压器是一种静止的交流电器，它可以将一个等级的交流电压变换成另一个等级的交流电压。 1、电力系统中输配电 电厂1 电厂2 升压Tr 降压Tr 中压 380V 110KV 10KV 用户 上 下 + - 结束 2、进行阻抗变换 3、测量大电流、高电压 二、分类 用途分：电力TR、调压TR、仪用TR、特种TR 上 下 Transformer：变压器，以TR表示，以下同。 结束 绕组分：双绕组TR、三绕组TR、自耦TR 上 下 结束 铁芯结构分：芯式TR、组式TR 相数分：单相TR、三相TR 上 下 结束 三、结构 主要由铁芯、绕组组成 铁芯构成TR的磁路，由硅钢片叠成 绕组组成TR的电路，用铜或铝线绕在铁芯上 上 下 结束 四、大型TR的冷却 油浸自冷 油浸风冷 强迫油循环冷 上 下 结束 五、TR的额定值 主要有：SN, U1N, U2N, I1N, I2N, fN等 三相TR中： U1N, U2N, I1N, I2N都为线值 三相TR中： 例1 一三相TR：Y/Y接, SN=180KVA, U1N/ U2N=10/0.4KV,求I1N, I2N,k.  I1N=10.4A, I2N=259.8A K=相电压之比 K=U1ph/U2ph=25 上 下 TR录像 结束 第二节   变压器的空载运行 任务：分析空载运行内部电磁关系，求等效电路。 重点：空载运行时的物理过程；分析方法。 一、空载运行含义  变压器原绕组接通电源，付绕组开路的工作状态。 + -     原边：接电源一侧。称初级侧、一次侧。     付边：接负载一侧。称次级侧、二次侧。 原边不一定是高压边。 上 下 注意! 结束 二、空载运行时的物理过程及其电磁关系 + - N2 N1         电磁关系指励磁电流、磁通、电势之间的关系。 原边接U1 i0 i0 Fo=N1i0 ? ? e1 e2 ?1? 漏磁通 主磁通 e1? 上 下 1、物理过程 2、电磁关系 ? 1? 结束 三、物理量分析 1、电势瞬时值 上 下 + - N2 N1 i0 e1 e2 e?1 ? ?1 ?m 结束 由于     的路径主要是空气，磁路不饱和，    与i0 成正比 上 下 + - N2 N1 i0 e1 e2 e?1 ? ?1 ?m 结束 2、电势相量表达式 磁通相量用最大值相量表达，其为参考相量 上 下 + - N2 N1 i0 e1 e2 e?1 ? ?1 ?m 结束 3、变比k 变压器原付方电势之比称变比。 也叫匝比 上 下 + - N2 N1 i0 e1 e2 e?1 ? ?1 ?m 结束 四、电压方程 1、正方向（参考方向）的规定 正i0与正?0符合右手螺旋关系；正?0与正e符合右手螺旋关系；所以i0与e1正方向相同。 原边正方向的规定按照电动机惯例。 付边正方向的规定按照发电机惯例。 + - N2 N1 i0 + - i2 上 下 结束 2、电压方程 + - N2 N1 i0 + - i2 原边：         电势正方向：电位升高方向。 付边： 上 下 结束 + - N2 N1 i0 + - i2 当U1= U1N时， I0很小， I0 Z1小。 结论： 1、空载时， U1与 E1大小相等，方向相反。 2、空载时， ?m大小取决于U1 ，波形相同。 3、空载时， 付边电压等于付边电势。 上 下 结束 五、空载电流 1、忽略铁耗 0 ? i0 0 ? ?t i0        当?为正弦波时， i0为尖顶波。         用一等效正弦波代替i0，其与?同相位，为纯无功电流。 i0 上 下 结束 2、考虑铁耗 ? i0 0 0 ? ?t i0         ?与 i0按磁滞回线变化， i0变化比?快。         当?为正弦时， i0为畸形尖顶波。         用一等效正弦波代替i0，其超前?，含无功和有功电流分量。 i0 上 下 结束 六、等效电路和相量图 1、等效电路 考虑铁耗该阻抗不能为纯电抗,应是复阻抗 式中rm:是激磁电阻,它消耗的功率就表示铁耗 xm:是激磁电抗,它反映产生电势的能力 Zm:是激磁阻抗, xm    rm 上 下 + - N2 N1 i0 e1 e2 e?1 ? ?1 ?m 结束 方程变为: r1 jx1? rm jxm + - 上 下 + - N2 N1 i0 e1 e2 e?1 ? ?1 ?m 结束 第三节   变压器的负载运行 一、负载运行含义 指变压器原绕组接通电源, 付绕组接负载的工作状态。 空载运行时原边电流I1很小,付边I2=0， 二、负载运行的物理过程及电磁关系 负载运行时, I1随付边I2增加而变大。 上 下 负载运行时,原付边都有电流。其物理过程及物理量的关系为： N2 N1 ZL + - 结束 N2 N1 ZL + - e2 e1 e1? i1 i2 e2? - + i1 付边漏磁通 主磁通 i2 F1=N1i1 F2=N2i2 Fm=F1+ F2 原边漏磁通 上 下 结束 1、电势相量表达式 三、物理量的分析 与空载相同 上 下 N N ZL + - e2 e1 e1? i1 i2 e2? - + 结束 * * 
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