電機學Ch3-1GT

1、第3章 變壓器1 在外磁場在外磁場H作用下，磁感應強度作用下，磁感應強度B將發(fā)生變化，二將發(fā)生變化，二 者之間的關(guān)系曲線稱為磁化曲線，記為者之間的關(guān)系曲線稱為磁化曲線，記為B=f(H)。 第3章 變壓器2 磁滯概念磁滯概念 剩磁剩磁 矯頑力矯頑力 磁滯回線磁滯回線 不同鐵磁材料有不同鐵磁材料有 不同的磁滯回線不同的磁滯回線 ，且同一鐵磁材，且同一鐵磁材 料，料，Bm愈大，磁愈大，磁 滯回線所包圍的滯回線所包圍的 面積也愈大。面積也愈大。 第3章 變壓器3 磁路與電路的比較磁路與電路的比較 第3章 變壓器4 自感自感 u 自感的大小與匝數(shù)的平方和自感的大小與匝數(shù)的平方和 磁路的磁導成正比；磁路的

2、磁導成正比； u 鐵心線圈的自感要比空心線鐵心線圈的自感要比空心線 圈的大得多；圈的大得多； u 鐵心線圈的電感不是常數(shù)，鐵心線圈的電感不是常數(shù)， 當磁路飽和程度增加時，自當磁路飽和程度增加時，自 感下降。感下降。 m 2mm )()( N i NiN i FN i N i L N 線圈匝數(shù)線圈匝數(shù) m自感磁通所經(jīng)磁路的磁導自感磁通所經(jīng)磁路的磁導 第3章 變壓器5 按運動方式分類按運動方式分類 按功能分類按功能分類 電機電機 電機電機 第3章 變壓器6 第3章 變壓器 第3章 變壓器8 第3章 變壓器9 第3章 變壓器10 第3章 變壓器11 第3章 變壓器12 第3章 變壓器13 第3章 變

3、壓器14 第3章 變壓器15 第3章 變壓器16 第3章 變壓器17 第3章 變壓器 第3章 變壓器19 第3章 變壓器20 第3章 變壓器21 第3章 變壓器22 第3章 變壓器23 111 222 24.44 24.44 mm mm EjN fjN f EjN fjN f 第3章 變壓器24 一次繞組漏磁通漏磁通1在一次側(cè)繞組中感應漏電 動勢為 在正弦穩(wěn)態(tài)下： 111 XI jLI jE 10 111 ddi eNL dtdt 第3章 變壓器25 1110 1110 1101 22 UEEI REjIXI REI Z UE 第3章 變壓器26 第3章 變壓器27 第3章 變壓器28 如果鐵

4、心中沒有損耗， 與 主磁通 同相位。但由于主 磁通在鐵心中交變，在其中 產(chǎn)生渦流損耗和磁滯損耗， 合稱為鐵耗pFe。此時 將領 先 一個角度 ， 、 、 相位關(guān)系如圖所示。 2 E 1 E 1 E m 0 I 0 I m m 0 I 0 I m 1 E 第3章 變壓器29 1001m UI ZI Z 可以得到與上式對應 的等效電路圖。等效電路 表明，變壓器空載運行時 ，它就是一個電感線圈， 它的電抗值等于X1Xm 它的電阻值等于R1 Rm。 第3章 變壓器30 第3章 變壓器31 120 FFF 1 1221 0 N IN IN I 第3章 變壓器32 2 120 1 2 1001 () ()

5、 L N III N I IIII k 變壓器一次側(cè)電流 有兩個分量： ， 。 是勵磁 電流用于建立變壓器鐵心中的主磁通 ， 是負載 分量用于建立磁動勢 去抵消二次側(cè)磁動勢 ， 即 1 I 0 I 1L I 0 I m 1L I 1 1L N I 22 N I 1 122 0 L N IN I 第3章 變壓器33 1 E 22222 EjI XjI X 則二次側(cè)繞組的漏阻抗Z2=R2+jX2 。聯(lián)合列出一次側(cè)二次側(cè) 電壓電流方程式。 但對一般電力變壓器 ，變比k值較大，使得一 次側(cè)、二次側(cè)的電壓、 電流數(shù)值的數(shù)量級很大 ，計算不方便，畫相量 圖更是困難，因此下面 將介紹分析變壓器的一 個重要方

6、法等效電 路。 1111 2222 1 2 2 10 10 22 m L UEI Z UEI Z E k E I II k EI Z UI Z 2 E 第3章 變壓器34 111 222 24.44 24.44 mm mm EjN fjN f EjN fjN f 第3章 變壓器35 1111 2222 1 2 2 10 10 22 m L UEI Z UEI Z E k E I II k EI Z UI Z 第3章 變壓器36 1 E 22222 EjI XjI X 則二次側(cè)繞組的漏阻抗Z2=R2+jX2 。聯(lián)合列出一次側(cè)二次側(cè) 電壓電流方程式。 但對一般電力變壓器 ，變比k值較大，使得一 次

7、側(cè)、二次側(cè)的電壓、 電流數(shù)值的數(shù)量級很大 ，計算不方便，畫相量 圖更是困難，因此下面 將介紹分析變壓器的一 個重要方法等效電 路。 1111 2222 1 2 2 10 10 22 m L UEI Z UEI Z E k E I II k EI Z UI Z 2 E 第3章 變壓器37 第3章 變壓器38 1 222 2 222 1 1 N IN I N III Nk 由于折算前后F2 ，從而鐵心中主磁通m 不變，于是折算 后的二次側(cè)繞組的感應電動勢 2 222 1 1 222 2 1N III Nk N EEkE N 第3章 變壓器39 22 222 22 22 2 () 1 LL EkEE

8、 ZZkkZZ II I k 為了保證折算前后F2不變，折算后的二次側(cè)阻抗必需等于 折算前阻抗的 倍。因為要求在任何負載和功率因素下都等 效，則等效折算條件可表示為： 2 k 2 22 2 22 2 2 LL LL Rk R Xk X Rk R Xk X 第3章 變壓器40 22222222 ()UEI Zk EI ZkU 折算前后二次側(cè)阻抗功率因素不變，例如 2 222 22 2 222 tantan Xk XX Rk RR 折算前后二次側(cè)的銅耗不變，即 2222 222222 1 () ()I RIk RI R k 輸出功率也不變，即 222222222 1 cos()()coscosU IkUIU I k 第3章 變壓器41 1111 2222 012 12 10 22 m L UEI Z UEIZ III EE EI Z UIZ 第3章 變壓器42 2 cos 2 U 2 I 2 22 R I 22 jI X 2 E m 0 I 2 I 1 I 11 I R 1 E 11 jI X 1 U 1 1 E 第3章 變壓器43 1 U 1 I