电工电子学 教学课件 作者 林小玲 第8章 变压器和交流电动机（变压器）.ppt

第八章 变压器和交流电动机（变压器） 第八章 变压器和交流电动机 § 8.2.0 变压器的用途、分类 二、变压器的分类 (Classification) §8.2.1 变压器的主要结构部件 （Main Components） 铁心 绕组 叠铁心变压器的特点 变压器的型号及额定数据(Version and Rating) 二、变压器额定数据之间的关系 §8.2.2 变压器的工作原理 8.2.3 变压器的负载运行 (Load operation of transformer ) 3. 变压器的基本方程式 (Equations) 二、 折合算法 (Conversion algorithm) §8.2.5 自耦变压器 1.电压、电流和容量关系 由于电源电压 不变，所以一次绕组感应电动势 在负载和空载情况下变化不大，因此 基本不变。 由两部分组成： 1）励磁磁动势 2）与副边磁动势大小相等、方向相反的负载磁动势 改写成电流形式： 1）产生主磁通的励磁电流 2）随副边电流增大而相应增大的负载分量 2. 副边电压与电流关系 ② 定义：保持一个绕组的磁动势不变而改变其电流和匝数的算法称为归算法（折合算法）。 ① 目的: a 、使一、二次绕组“有”电连接的等效电路，这样就可以用电路知识来解题了。 b、画相量图方便（定量画法）。 ③解决方法（算法根据） 保持 不变，就不会影响 的变化。 ⑤ 折合值：二次向一次折合为例。 ⑵电动势 ⑶阻抗 ⑷负载电压 ⑴ ④ 定义：如果保持二次绕组磁动势不变，而假想它的匝数与一次绕组匝数相同的折合算法，称为二次向一次折合。 说明：折合算法其结果不改变变压器运行的物理本质，既不改变功率，也不影响阻抗的阻抗角。 * 无论向哪一侧折合，折合前后的损耗值、功率值及功率因数均不变。 1、变压器的外特性 §8.2.4 变压器的运行性能 ( Performance of transformer) 电源电压与负载功率因数不变情况，U2随负载I2的增大而降低 2. 变压器的效率 (Efficiency of transformer) 其中: 变量 P2 代表 副边输出的有功功率； 变量 P1 代表 原边输入的有功功率； 代表 变压器的总损耗。 单相变压器： 三相变压器： P2的计算: 若忽略副边端电压在负载时的变化，则： 以上两式的结果是一样的, 可变损耗 代入 ， 不变损耗 ，计算： 变压器的效率公式： ⑴ 一定时， ⑵ 一定时， 效率特性曲线。 通常， 条件下，中小型变压器的效率约为0.95~0.98，大型变压器的效率一般在0.99以上。 效率特性曲线是一条有最大值的曲线，最大值出现在： 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 20 40 60 80 100 Loading factor Efficiency % The Efficiency of Transformer 变压器效率特性 3. 举例 一个40KVA的单相变压器，副边开路，原边侧的输入功率为2KW，当副边短路，满载下的功率为4KW，计算下列条件下变压器的效率。 1) 满载 2) 50%负载，功率因数为0.8 (滞后) 解： PFe=2KW， PCu= 4KW (满负荷) 1) cos? 2 =1 P2 = 40?1=40KW 2) cos? 2 =0.8 P2 = 40?0.5 ?0.8 =16KW PCu= 0.52 ?4=1 KW X2 ? 4=2 X=0.707 当负载为满载的70.7%时，变压器的? max 设? max时的负载为满载的 X 此时PCu=PFe=2KW ? 负载为多大时，变压器的效率最高? 一、结构特点与用途 自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，原、副边之间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联系。 自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕组，两绕组串联，绕向一致。 N1 N2 实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(1) 仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦变压器，功率可以增大数倍甚至十倍！ 实例：假设图示双绕组变压器 实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(2) 分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪些量没有变化? (主要分析原副边电压与电流的变化情况) 原副边电流符号相 反：当原边电流在 原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕组中从非同名端流向同名端！ 实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(3) 首先