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3.1 磁路及其分析方法 三、磁性材料的磁性能 3.3 变压器 变压器的结构 变压器的分类 3.3.1 变压器的工作原理 1. 电磁关系 (1) 空载运行情况 1. 电磁关系 (2) 带负载运行情况 2. 电压变换(设加正弦交流电压) 三相电压的变换 1) 三相变压器Y/Y0联结 2) 三相变压器Y0/?联结 3. 电流变换 4. 阻抗变换 1) 变压器的型号 5.变压器的铭牌和技术数据 2) 额定值 2) 额定值 3.3.2变压器的效率(?) 3.3.4 特殊变压器 1.自耦变压器 2.电压互感器 3.电流互感器 一次侧接交流电源,二次侧接负载。 + – + – + – ??1 ? ? ??1 i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有载时,铁心中主磁通?是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? 有效值: 同 理: 主磁通按正弦规律变化,设为 则 (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势 根据KVL: 变压器一次侧等效电路如图 由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计, 则 – – – + + + (2) 一次、二次侧电压 式中 R1 为一次侧绕组的电阻; X1=?L?1 为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗,由漏磁产生)。 (匝比) K为变比 对二次侧,根据KVL: 结论:改变匝数比,就能改变输出电压。 式中 R2 为二次绕组的电阻; X2=?L?2 为二次绕组的感抗; 为二次绕组的端电压。 变压器空载时: + – u2 + – + – + – ? i1 i2 + – e2 + – e?2 式中U20为变压器空载电压。 故有 (1) 三相变压器的结构 高压绕组: U2、 V2 、W2 : 尾端 U1、 V1 、W1 : 首端 低压绕组: u1、v1 、w1: 首端 u2、v2 、w2: 尾端 (2) 三相变压器的联结方式 高压绕组接法 低压绕组接法 三相配电变压器 动力供电系统(井下照明) 高压、超高压供电系统 常用接法: U1 U2 u1 u2 V1 V2 v1 v2 W1 W2 w1 w2 线电压之比: U1 + – + – V2 W3 w1 + – + – v1 u1 线电压之比: U1 + – + – + – V1 W1 u1 v1 w1 (一次、二次侧电流关系) 有载运行 即:铁心中主磁通的最大值?m在变压器空载和有载时基本是恒定的。 不论变压器空载还是有载,一次绕组上的阻抗压降均可忽略,故有 当U1、 f 不变,则 ?m 基本不变,近于常数。 空载: 有载: + – |Z| + – + – + – 一般情况下: I0 ? (2~3)%I1N 很小可忽略。 或 结论:一次、二次侧电流与匝数成反比。 可得磁势平衡式: 空载磁势 有载磁势 由图可知: 结论: 变压器一次侧的等效阻抗模,为二次侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。 + – + – + – (1) 变压器的匝数比应为: 解: 例1: 如图,交流信号源的电动势 E= 120V,内阻 R 0=800?,负载为扬声器,其等效电阻为RL=8?。要求: (1)当RL折算到原边的等效电阻 时,求变压器的匝数比和信号源输出的功率;(2)当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率? R0 + – + – RL 信号源 + – R0 RL 信号源的输出功率: 电子线路中,常利用阻抗匹配实现最大输出功率。 结论:接入变压器以后,输出功率大大提高。 原因:满足了最大功率输出的条件: (2)将负载直接接到信号源上时,输出功率为: S J L 1000/10 变压器额定容量(KVA) 铝线圈 冷却方式 J:油浸自冷式 F:风冷式 相数 S:三相 D:单相 高压绕组的额定电压(KV) 额定电压 U1N、U2N 变压器二次侧开路(空载)时,一次、二次侧绕组允许的电压值 单相:U1N ,一次侧电压, U2N,二次侧空载时的电压 三相:U1N、U2N,一次、二次侧的线电压 额定电流 I1N、I2N 变压器满载运行时,一次、二次侧绕组允许的电流值。 单相:一次、二次侧绕组允许的电流值 三相:一次、二次侧绕组线电流 额定容量 SN 传送功率的最大能力。
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