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第二篇变压器.ppt


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第二篇变压器
第一页,本课件共有93页
变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应,将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。确切地说,它具有变压、变流、变换阻抗和隔离电路的作用。
例如,在电力系统流
单位:V·A、KV·A、MV·A
其实际输出功率取决于负载的大小和性质,即P=Scosφ。
U1N是指根据绝缘强度和允许发热所规定的应加在一次绕组上的正常电压有效值。
U2N是指一次侧加额定电压时二次侧的开路电压。
在三相变压器中额定电压为线电压。
单位:A
第十六页,本课件共有93页
此外,额定值还有效率、温升等。除额定值外,铭牌上还标有变压器的相数、联结组和接线图、短路电压(或短路阻抗)的标么值、变压器的运行方式及冷却方式等。
三者关系:
单相:三相:
额定频率fN
指电源频率,我国规定标准工频为50Hz。
为考虑运输,有时铭牌上还标有变压器的总重、油重、器身重量和外形尺寸等附属数据。
第十七页,本课件共有93页
第二节 变压器的空载运行
第十八页,本课件共有93页
一、空载运行时的物理情况
变压器的空载运行是指变压器一次绕组接在额定电压的交流电源上,而二次绕组开路时的工作情况。
u1
i0
Φ主磁通
当变压器的一次绕组加上交流电压u1时,一次绕组内便有一个交变电流i0(即空载电流)流过,并建立交变磁场。
N1
N2
Φσ1漏磁通
根据电磁感应原理,分别在一、二次绕组产生电动势e1、eσ1和e2。
eσ1
e1
e2
u02
i2=0
u02
第十九页,本课件共有93页
根据基尔霍夫电压定律,按上图所示电压、电流和电动势的正方向,可写出一、二次绕组的电动势方程式为:
u1=i0R1-e1-eσ1≈i0R1+N1dφ/dt
u02=e2=-N2dφ/dt
在一般变压器中,电阻压降i0R1很小,%以下,故可近似认为u1≈-e1。


有效值
同理,e2=2πfN2φmsin(ωt-90)=E2msin(ωt-90)
有效值 E2=
相量表达式
第二十页,本课件共有93页
因此,可得出:E1/E2=N1/N2≈U1/U2=k
定义
式中k为变压器的电压比,即变比。
根据主电动势e1的分析方法,同样有
漏电动势也可以用漏抗压降来表示,即
由于漏磁通主要经过非铁磁路径,磁路不饱和,故磁阻很大且为常数,所以漏电抗 很小且为常数,它不随电源电压负载情况而变.
K>1变压器为降压变压器;K<1变压器为升压变压器。
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(1)一次侧电动势平衡方程
变压器空载运行时电动势平衡方程:
忽略很小的漏阻抗压降,并写成有效值形式,有

重要公式
可见,影响主磁通大小的因素有电源电压和频率,以及一次线圈的匝数。
(2)二次侧电动势平衡方程
第二十二页,本课件共有93页
二、空载电流和空载损耗
1. 作用与组成
(一)空载电流
空载电流i0包含两个分量:
2、性质和大小
性质:由于空载电流的无功分量远大于有功分量,所以空载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流。
另一个是铁损耗分量iFe,称为铁耗电流,主要作用是供铁损耗(磁滞损耗和涡流损耗),超前于主磁通90度,即与E1反相。
一个是励磁分量(无功分量) iμ,称为磁化电流,作用是建立磁场,与主磁通同相;
大小:与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关,用空载电流百分数I0%来表示:
第二十三页,本课件共有93页
与两个分量的相量关系:I0=Iμ+IFE 通常IFE<10%I0,故I0≈Iμ
3、空载电流波形
由于磁路饱和,空载电流与由它产生的主磁通呈非线性关系。
因此,当主磁通按正弦规律变化时,空载电流呈尖顶波形。
实际空载电流为非正弦波,但为了分析、计算和测量的方便,在相量图和计算式中常用正弦的电流代替实际的空载电流。
第二十四页,本课件共有93页
(二)空载损耗
%~1%,而且随变压器容量的增大而下降。为减少空载损耗,改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料:优质硅钢片、激光化硅钢片或应用非晶态合金。
变压器空载运行时,一次绕组从电源中吸取了少量的电功率P0,主要用来补偿铁心中的铁耗以及少量的绕组铜耗,可认为P0 ≈pFe。
第二十五页,本课件共有93页
三、空载时的相量图和等效电路
1、相量图
(1)以 为参考相量
(2) 与 同相, 超前 ,
可作出变压

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  • 时间2022-01-23