变压器概述ppt课件-文库吧资料

　　

【正文】 衡式、相量图和等效电路分析时都要用折合值，若要知道实际值时只需将折合值用公式折合回去即可。 • 从以上一、二次边的功率传递关系，说明折合法并不改变电源向变压器的功率输入，也不改变变压器向负载的功率输出。 ２ 与 205。 • 其次再分析二次边。 • 先分析一次边。 ２ 。 ２ 204。 ２ (204。 ` ２ 204。 • 折合后： 217。 ２ 204。 ２ =K2(ZL+Z ２ ) • = K2ZL+K2 Z ２ • 端电压折合关系： • 折合前： 217。 ` ２ = (K200。 ２ =ZL+Z ２ • 折合后： Z`L+Z` ２ = 200。 ２ (ZL+Z ２ ) • 200。 ２ + 204。 ２ Z ２ • 200。 ２ ＝ 200。 ２ • 阻抗折合关系： • 折合前： 217。` ２ =(N1/N ２ ) 200。 ` ２ ＝－ N1Ǿm。２ ＝－ N2Ǿm。`2=204。2N2=F`2 所以 204。 • 电流折合关系： 根据折合前后二次磁动势 F2不变这一原则，有 • 204。2,r`2,x`2和 Z`2等。折合又称为归算、折算等。 • 第五章 变 压 器 5４负载时的相量图和等效电路 • 保持绕组磁动势不变而假想改变它的匝数和电流的方法叫折合法。但是由于一、二次边绕组的匝数互不相等，一、二次边绕组之间只有电磁的联系而无电的直接联系，所以对负载运行进行计算或在同一比例尺下把一、二次边这些量画在同一相量图上来进行分析是比较困难的。 第五章 变 压 器 5４负载时的相量图和等效电路 • 5４负载时的相量图和等效电路 • 一、变压器的折合 • 前面通过变压器空载运行的情况，引出分析变压器内部电磁关系的电压平衡式、等效电路和相量图。2N2 )为负载分量，用以补偿二次磁动势对主磁通中 Φ m的影响，它与 205。o N１ ＋（一 I2N2），这说明一次磁动势 I１ N１ ,可分为两个分量：第一个 204。它可改写为 205。0 N1 。0 N1 也有微小变化。1时，由式（ 5一 14）确定 200。1为定值，但由于一次绕组存在很小漏阻抗，因此当 204。0 N1,它是建立 Φ m所需的励磁磁动势。2 N2 ＝ 204。 （ 5一 16a) • 204。由于一、二次磁动势都作用于主磁路上，因此它们共同 • 激励而建立主磁通 Φ m。1，相应的一次磁动势为 F`1＝ 204。2, 并建立二次边磁动势 F2`＝ 204。 2= 204。 2Z2 ( 5一 15) • 式中， Z2 = r2＋ jx2，为二次绕组的漏阻抗． • 二次端电压 217。2 (r2＋ jx2）＝ 200。2＝ 200。σ2产生。2产生，同时 204。1 ＋ 204。1一 204。1,，其它量与空载相比没有变化，所以一次边电压平衡式为 • 217。要列出负载运行时一、二次边的基本平衡式、等效电路和相量图，进而分析变压器的特性和性能． • 一、电压平衡式 • 与变压器的负载运行与空载运行相比，一次边只是电流由 204。１ ，不会有显著的误差。所以在空载时可近似认为： 217。o不到额定电流的十分之一，它所产生的压降对 • 200。or1和 j204。１具有电压降的性质。o之间的夹角为 Ψ0, 从电压平衡式和相量图中可以知道，一次边电压 U1可以分成三个分量，一个是电阻压降，一个是电抗压降，一个是与主电势平衡的电压分量 － 200。１ 与 204。or1 ＋ j204。1＝一－ 200。0r1 900； • (9)作电压相量。0同相； (8)作电抗压降相量 j204。 (7)作电阻压降相量 204。1和 200。1和 200。0 μ ＋ 204。0 μ 900； (4)作电流相量 204。0 μ,与 Φm同相； • (3)作铁耗电流相量 204。画图步骤 • 如下，见图 5一 9。 第 五 章 变 压 器 52变压器的空载运行 • 9 • 四、相量图 • 相量图的画法视已知条件和求解条件的不同，画图的步骤也不同。１ ＋ 204。０ Zm=204。 • 利用图 5一 7(b)，可以知道 • － 200。因而实际上 rm和 xm均不是常数。其中 I20表示铁损耗．由于变压器中实际上不存在rm这个电阻，而是 • 人为地把它看作与铁损耗等值的量，所以称它为励磁（等效）电阻。０ a＋ 204。900 ，相当于通过一个纯电导（励磁电导）Gm的电流，用于抵消铁心磁滞和涡流造成的铁损． 总电流 I０是两者的相量和，即 204。900， 9扩，相当于通过一个纯电纳（励磁电纳 )jbm的电流，用于建立主磁通。 第 五 章 变 压 器 52变压器的空载运行 • ７ 再根据式 (5一 11)可将励磁回路的等效电 用一个等效的并联电路表示，见图 5一7(a)。该图可以这样理解：把实际的一次绕组看成是一个无电阻绕组和电阻 r1串联，这个无电阻绕组分别被主磁通 Φ和漏磁通 Φσ１ 所匝链，并在其中感应两个电动势 E1和 Eσ１ ，再把 Eσ１ 当作压降看待，用漏电抗 x1这个参数表示。０ Z1 • 式中， Zi = ri +Jxi为一次绕组的漏阻抗。０ (jx1+r1) • ＝－ 200。０ r1 • ＝－ 200。１ j 204。σ１＋ 204。１＝－ 200。０ ≈ 204。oμ 是空载电流 =204。oμ +204。用前面的方法，可作出空载电流 i0＝ f(ωt) 按正弦规律变化的曲线，如图５－５（ c）右图所示．此时 i0为一畸变的尖顶波，且超前 Φ为 α 角．将 i0分解为两个部分，一部分为主磁通 Φ同相位，称无功分量或磁化电流 ioμ,（其作用与第（１）（２）种情况相同），另一部分电流为超前主磁通 Φ９０它们均滞后电源电压 900电角，成为有功分量或铁耗电流I’0a． • 涡流损耗电六流 I”0a的性质也是有功分量，因此当考虑涡流流损耗时，铁耗电流 i0a=I’i0+i”和即为空载励磁电流 ,若用等效正弦波，则可用向量表示： • 204。从图中曲线可看出，当 Φ为时间的正弦函数变化时， Φ也为时间的正弦函数，并与 Φ同相位 效果演示 第 五 章 变 压 器 52变压器的空载运行 • ５ b • （２）磁路饱和，当不考虑铁损时：当磁路饱和并不考虑铁损影响时，磁路磁化曲线呈非线性，即主磁通 Φ与空载电流 i0不呈直线关系， 如图 5一 5(b)的左图所示。 • （１）磁路不饱和，当不考虑铁损时：当磁路不饱和并不考虑铁损影响时，磁路磁化曲线呈线性，即主磁通 Φ与空载电流呈直线关系， 如图 5一 5(a)的左图所示。在磁路中必然产生正弦主磁通‘。0x1为漏抗压降。0x1 (5一 10) • 则， 200。 • 将漏电动势写成相量形式 • 200。 第 五 章 变 压 器 52变压器的空载运行 • • 根据电磁感应定律由漏磁通产生的一次边漏电动势为 • e1＝一 Ld i0 /dt= –L1(2)1/2 ω cos ω t＝ (2)1/2E2sin (ω t一900） • 因为 φ σ1=L1i0，如果忽略铁心部分的磁阻，则 φ σ1磁路的磁阻是不变的，即一次绕组的漏电感 L1是常数，因此漏电动势的瞬时值为 • 即 e σ1也作正弦变化，但其相位滞后 204。 • 4 效果演示 • (3)因为当变压器空载时， U1=E1 , U2o=E2，再由式 (5一 7)可得 K＝ E1/E2=N1/N2=U1/U20 （ 5一 9） 式中 K称为变压器的“变比”或“匝数比”，它是变压器的重要参数。1 ，相差 1800，即垂直向上。2顺时针旋转 900,即垂直向下。图中把主磁通 Φ m相量作基准画在水平向右时， 200。2滞后 Φ m 900，并与 U1相位相反。另一方面，在 U1一定时，若 f1或 N1，变化，则主磁通也将与其成反比变化． (2)由式 (5一 6)可知 200。 f1的单位为 Hz。激励建立主磁通 Φ，且两者同相位，故主磁通按正弦规律变化，其瞬时值为 • Φ＝ Φ m sin ω t (5一 5) • 式中， Φ m为主磁通的幅值。其相位滞后 u1900，瞬时值为 : • i。设外加电源电压按余弦规律变化，其瞬时值为 • u1= 2U1cosωt （ 5一 3) • 式中： U1为电源电压有效值， ω = 2πf1为电源的角频率 ,f1为电源的频率。 要深人分析变压器的工作原理，就要对平衡式 (5一 2)中各项进一步进行分析，下面将对主、漏电动势及空载电流进行分析。20=200。e1+205。1= 200。根据基尔霍夫第二定律，可列出空载一次边电压平衡式 • u1＝ e1e2＋ i0r1 （ 5一 la) • 式中， r,为一次绕组电阻 。 • 图 5一 3所示各交变的物理量的正方向是根据电工惯例确定的。而不匝链二次绕组，故称一次漏磁通，以 Φ σ1表示，它不起能量传递作用。另外，由于主电动势 e1和 e2由同一交变磁通 Φ(其频率由电源决定）感应出来的，因此 e1,e2 ,u1和 u20的频率均与 Φ的频率相同。 效果演