变压器的基本工作原理和结构课件.pptVIP

1、電動勢平衡方程●一次側影響φm（主磁通幅值）因素1、電源U1、f2、結構N1一、電動勢平衡方程和變比1、電動勢平衡方程二次側（I2=0）綜上所述可得:※忽略電阻壓降和漏磁電勢，則U1≈E1＝4.44fN1?m。?m∝U1即：當外施電壓U1為定值，主磁通?m也為一定值※影響φm（主磁通幅值）因素1、電源U1、f2、結構N1思考題問題：一臺結構已定的變壓器當外施電壓為已知，需要電源提供多大的勵磁電流呢?勵磁電流包括哪些成分呢?答：決定於變壓器的鐵芯材料及鐵芯幾何尺寸。因為鐵芯材料是磁性物質，勵磁電流的大小和波形將受磁路飽和、磁滯及渦流的影響。勵磁電流包括：有功分量（供鐵損）和無功分量（產生Φ0）2、電壓變比變比——一次繞組與二次繞組主電動勢之比。電壓變比k決定於一、二次繞組匝數比。略去電阻壓降和漏磁電勢※三相變壓器：K為一、二次側相電動勢（電壓）之比二、空載時的等效電路和相量圖1、空載時的等效電路等效電路——將運行中的變壓器的電和磁之間的相互關係用一個模擬電路的型式來等效●漏抗電路模型X1表示漏磁通對電路的影響，近似為常數●勵磁特性的電路模型強調：Rm—勵磁電阻，並非實質電阻、是為計算鐵損耗引進的模擬電阻。Xm—勵磁電抗，是主磁通Φ引起的電抗Zm—勵磁阻抗由於鐵芯磁路具有飽和特性，參數Zm隨外施電壓增加而減小，不是常數。但變壓器正常運行時，外施電壓等於或近似等於額定電壓，且變動範圍不大,可把Zm看成常數。●空載時等效電路※一次繞組電動勢平衡方程※因R1＜＜Rm,X1＜＜Xm略Z1，則I0大小取決天Zm等效電路圖只有Zm變壓器採用高導磁材料，增大勵磁阻抗Zm↗（Xm↗)，降低空載勵磁電流I0↙，提高運行效率和功率因數2、空載時相量圖空載時基本方程式Φm（參考方向）E1滯後Φm90度E1與U20方向一致I0超前Φm一個角度U1結論由可知，Φm的大小同外施電壓、頻率、一次繞組匝數決定空載電流I0與Φm、N1、Zm有關，I0隨磁路的飽和而急劇增加，導磁性能越好（μ越大），空載電流就越小Xm是變壓器一個重要參數，線上性電路中它是常數，在非線性電路中，它的大小隨磁路的飽和而減小，Xm越大，導磁性能越好，I0越小思考題問題:某單相變壓器額定電壓為380伏/220伏,額定頻率為50HZ。如誤將低壓邊接到380伏電源，變壓器將會發生一些什麼異常現象？●答案：由於U20≈4.44fN2ΦmU20由220伏變到380伏，增加了倍，則主磁通Φm也增加了倍，磁路飽和程度增加，因而勵磁電流I0大大增加，有可能燒毀線圈。作業P1213.93.10本節重點——各參數的物理意義及相互間關係（基本方程式）3.3節～3.5節3.3單相變壓器的負載運行3.4變壓器參數的測定3.5標麼值3.3單相變壓器的負載運行3.3.1負載運行時的電磁關係3.3.2負載運行時的基本方程式3.3.3變壓器的等效電路圖及相量圖3.3.1負載運行時的電磁關係 負載運行——是指一側繞組接額定頻率、額定電壓的電源上，另一側繞組接負載的運行狀態。二次繞組電流的影響●帶負載——一次側接電源ú1，二次側接負載ZL，此時二次側流過電流i2。一次側電流不再是i0，而是變為i1。●負載後——二次側電流產生磁勢F2=N2i2，該磁勢將力圖改變磁通Φ0，而磁通是由電源電壓決定的，也就是說Φ0基本不變。●要維持Φ0不變，一次繞組產生一個附加電流i1L→i1L→產生磁勢N1i1L=N2i2（與二次磁動勢相抵消）●一次電流變為i1=i0+i1L●總磁勢F1+F2=N1i1+N2i2→產生Φ0變壓器負載時各電磁量之間的關係3.3.2變壓器運行時的基本方程式一、磁動勢平衡方程式F1+F2=F0N1i1+N2i2=i0N1i1=i0＋(-i2/k)=i0+i1L變比：K=N1/N2●i1L=-i