1、第 2 章 变 压 器,2.1 变压器的工作原理,2.2 变压器的基本结构,2.3 变压器的运行分析,2.4 变压器的参数测定,2.5 变压器的运行特性,2.6 三相变压器的联结组,2.7 三相变压器的并联运行,2.8 自耦变压器,2.9 三绕组变压器,2.10 仪用互感器,第 2 章 变 压 器,2.1 变压器的工作原理,2.2 变压器的基本结构,2.3 变压器的运行分析,2.4 变压器的参数测定,2.5 变压器的运行特性,2.6 三相变压器的联结组,2.7 三相变压器的并联运行,2.8 自耦变压器,2.9 三绕组变压器,2.10 仪用互感器,电机与拖动,返回主页,一、交流铁心线圈电路励磁过
2、程 KVL 等效电路 二、变压器励磁过程 KVL 等效电路,一、交流铁心线圈电路,1. 电磁关系 励磁：u, i N i e,e,参考方向：,U和i的参考方向一致主磁通与i感应电动势e与产生它的磁通,2、伏安关系,根据基尔霍夫电压定律，KVL方程：,线圈内阻R很小,很小,当u为正弦量时，相量形式为, 的磁路为线性磁路。 漏电感：,漏电抗：,X = L = 2f L,漏磁电动势：,u = uRee,漏阻抗, 的磁路为非线性磁路。 设 = m sint 则 e =N m cost= 2 f Nm sin( t 90)= Em sin( t 90)= E sin( t 90),用相量形式表示,E =
3、 4.44 f Nm,忽略漏阻抗，有,则,当,U 、f 一定时，,m 基本不变。,1.4 铁心线圈电路,电磁关系公式！它表明当线圈匝数N及电源频率f一定时，主磁通的大小由外加电压的有效值U决定。,f,N一定时,外加电压大小不变,主磁通大小不变,3. 等效电路,1.4 铁心线圈电路,交流铁心线圈电路：,电路问题,磁路问题,漏阻抗,如何处理E ？,1.4 铁心线圈电路,励磁电抗：,励磁电阻：,励磁阻抗：,则,1.4 铁心线圈电路,由于磁路是非线性的，R0、X0、Z0不是常数。但是U和f不变时， m 基本不变，故可认为R0、X0、Z0为一常数。,交流铁心线圈电路的等效电路为,1.4 铁心线圈电路,铁
4、损耗,铜损耗,有功功率：电流通过R和R0所产生的功率，包括铜损耗和铁损耗。,R0铁损耗的等效电阻。 X 漏磁通电感所形成的电抗。 X0 主磁通电感所形成的电抗。,二、变压器的工作原理,单相变压器,u2 ,一次绕组,二次绕组,施加：u1i1 N1 i1,1 ,e1,e1 e2,u2i2,N2 i2,2,e 2,L1 L2,第 2 章 变压器,e2,e2,e1 e1,正方向的规定,1.变压器的空载运行:,根据KVL有：,原边：,副边：,很小,很小,原边接入电源，副边开路。,设铁心内的主磁通为：,，则,根据上面的KVL方程，,一次侧电压与二次侧电压之比为,变比,K1, N1N2, 降压,K1, N1
5、N2, 升压,2.变压器的负载运行,根据KVL有：,原边：,副边：,很小,忽略,其中：,漏感电动势,漏感抗,同样，设铁心内的主磁通为：,，则,根据上面的KVL方程，,一次侧电压与二次侧电压之比为,思考,变压器在空载运行和负载运行两种情况下，铁心中的磁通分别由什么产生？,1）空载运行一次绕组电路交流铁心线圈电路,三、变压器的运行分析等效电路,2）负载运行时 特点：1）主磁通联系，无直接的电路上的联系；2）电磁混杂，分析不便。,思考,怎样才能用等效电路来代替实际的变压器？正确反映变压器内部的电磁关系和功率关系。,根据KVL有：,原边：,副边：,很小,忽略,关键：等效电路（电磁关系和功率关系）,将匝
6、数为N2的实际二次绕组用匝数为N1的等效二次绕组来代替。代替时保持磁通势和功率不变。,第 2 章 变压器,1. 折算后的二次绕组电流磁通势不变：N1I2 = N2I2,具体办法：,二次绕组向一次绕组折算,磁通势平衡方程式；匝数不同，折算后的二次绕组电压、电流、电动势、阻抗。,2.3 变压器的运行分析,2. 折算后的二次绕组电压和电动势,匝数相同：,2.3 变压器的运行分析,3. 折算后的二次绕组漏阻抗和负载阻抗,有功功率不变,R2 I22 = R2 I22,= k2 R2,无功功率不变,X2I22 = X2 I22,= k2 X2,因而,Z2 = k2 Z2 ZL = k2 ZL,2.3 变压
7、器的运行分析,折算实质上是在功率和磁通势保持不变的条件 下，对绕组的电压、电流所进行的一种线性变换。,提出漏阻抗后的变压器,T 形等效电路,ZL,U1,I1,R1 jX1,E1 = E2,I0,U2,jX2 R2,I2,2.3 变压器的运行分析,R0,jX0,两者可合并，用Z0来代替,简化等效电路,该电路用于满载或接近满载运行时的分析、计算。短路电阻：RS = R1 + R2 短路电抗：XS = X1 + X2短路阻抗：ZS = RS + j XS,I0 很小，I1 I2,2.3 变压器的运行分析,变压器在满载or接近满载时，,RS,XS,ZS,R0,X0,Z0,R1,X1,Z1,R2,X2,Z2,Rm,Xm,Zm,
