理想变压器的电压电流关系为.ppt

谢谢! 6.4.2 理想变压器 理想变压器是根据铁心变压器的电气特性抽象出来的一种理想电路元件。在铁心变压器一次侧(初级)加上交流电压信号时，二次侧(次级)可以得到不同电压的交流信号。 理想变压器的电压电流关系为： 参数n称为变比。 “ ? ” :同名端，当u1和u2的 + 端均选在标有 ? 点的端钮上时，表示u1和u2极性相同。 理想变压器的符号如图所示 当变压器的极性改变时 表征理想变压器端口特性的VCR方程是两个线性代数方程，因而理想变压器是一种线性双口电阻元件。它既可工作于交流又可工作于直流，对电压、电流的频率和波形没有任何限制。与实际变压器不同。 1．理想变压器既不消耗能量，也不储存能量，在任一时刻进入理想变压器的功率等于零，即 理想变压器的基本性质： 从初级进入理想变压器的功率，全部传输到次级的负载中，它本身既不消耗，也不储存能量。 注意：与同名端位置无关，与电压电流的关联方向有关 用外加电源法求得图示单口网络的输入电阻为 2．电阻变换特性 谢谢! 4 效率特性表达式的推导 Step 1 基于定义得到初始表达式，如右： Step 2 假设：副边电流变化时，副边电压不变，即忽略副边电压变化对效率特性的影响。再考虑输出、损耗与副边电流的关系，得最终表达式，如右： 5 效率特性的图形 6 变压器的最大效率 将效率特性两边对I2求导，并令之等于零，得最大效率条件： 上式表明：当变压器取得最大效率时，铜耗 = 铁耗，即，可变损耗 = 不变损耗。 考虑到：铁耗基本等于空载损耗，铜耗基本等于短路损耗，并且负载电流采用标幺值，我们有： 6 最大效率： 续1 考虑到：铁耗基本等于空载损耗，铜耗基本等于短路损耗，并且负载电流采用标幺值，我们有： 右边pkN代表副边电流达额定值I2N时的短路损耗。 6 最大效率： 续2 一般电力变压器的p0 / pkN = 1/4 ~ 1/3，相应的最大效率发生在I2* = 0.5~0.6左右。不将变压器设计成满载（I2*=1）时达到最大效率，是因为变压器并非经常满载运行。 铜耗随时变化，铁耗恒定存在。故常设计成较小铁耗。这对提高总体效率有利。 7 额定效率 7 续1 7 续2 额定效率ηN是变压器的另一个主要性能指标。前一个是什么？-----电压调整率。 通常电力变压器的额定效率ηN ≈ 95% ~ 99%。 6.3.2变压器的效率特性 变压器的效率定义为： 有功功率 额定短路损耗，例5-1 求解变压器的最高效率： 效率特性定义为： 在额定电压和一定负载功率因数条件下， （或 )的关系曲线. 变压器的额定效率一般较高，大多在95%以上，大型变压器能达到99%。 交流电机有转动部分，效率要低些 设计时，确保变压器全年平均运行效率较高 谢谢! 6.4变压器的等效电路、理想变压器 6.4.1 变压器的等效电路 6.4.2 理想变压器 6.4.1 等效电路图及其简化 1）二次侧电流的折算值: 折算的原则:二次侧产生的磁动势不变。 2）二次侧电动势的折算值： 　　由于折算前后主磁通和漏磁通均未改变，根据电动势与匝数成正比的关系可得 3）二次侧漏阻抗的折算值： 根据折算前后二次侧绕组的铜损耗不变的原则， 则： 4）二次侧电压的折算值: 折算的原则:负载上消耗的有功和无功不变。 5）负载阻抗的折算值: 电流的折算：除以变比k 电压、电动势的折算：乘以变比k 阻抗类的折算：乘以变比k的平方 基本方程式、等效电路 1. 基本方程式 折算前 折算后 由于激磁阻抗较大，直接左移，得到“ Γ ”型等效电路。 等效电路的简化 忽略激磁电流（激磁阻抗） 简化等效电路 谢谢! 6.4变压器的等效电路、理想变压器 6.4.1 变压器的等效电路 6.4.2 理想变压器 空载特性用途：求励磁阻抗Zm 原边漏阻抗比励磁阻抗小得多，可忽略不计。励磁阻抗为： 原边电阻较励磁电阻小得多，可忽略不计。励磁电阻为： 于是，励磁电抗为： 励磁阻抗的归算 由于空载试验在低压侧进行，故测得的数据为归算到低压侧的值。 如果低压侧为副方，则需把计算结果归算到高压侧，各参数应乘以电压比的平方，即k2。 如果低压侧为原方，则计算结果无须归算。 空载试验接线原则：被测阻抗、邻接仪表阻抗尽量拉开距离 续：为什么空载试验在低压侧加电源？ 答：电源电压U1的变化范围是【0，1.15 U1N 】，即电源电压要加到超过额定电压。高压侧额定电压高，不安全，也不便于选择仪表。 从电流角度看：励磁阻抗较大，导致空载电流较小。一般只占额定电流的百分之十左右。 所以，空载试验选在低压侧加电源。 5 短路特性用途：求短路阻抗Zk 短