第五章 (少學(xué)時)

1、第五章：變壓器第五章：變壓器第第5 5章章 變壓器變壓器lIFB BH H/m10470 0r 0BB HH0 lNIH SB , 主磁通主磁通 漏磁通。漏磁通。 +NIfNSSB HO 初始磁化曲線初始磁化曲線 c Sc lc 0S0l0UI 根據(jù)全電流定律：根據(jù)全電流定律： Bc = Sc Hc = Bc c c Sc =B0 = S0 H0 = B0 0 0 S0 =鐵心中：鐵心中：氣隙中：氣隙中：H dl = I 左邊左邊 = Hc lcH0 l0 l0 0 S0 lc c Sc = ( ) l0 0 S0 lc c Sc = (RmcRm0) = Rm Rm = RmcRm0l0 0

2、 S0 lc c Sc =不是常數(shù)不是常數(shù) Rmc、Rm0、Rm 鐵心、空氣隙、磁路的磁阻。鐵心、空氣隙、磁路的磁阻。 右邊右邊 = I = N I 或或 I = F （磁通勢）磁通勢） 磁路歐姆定律磁路歐姆定律: Rm = F = FRm或或 磁路中的氣隙的影響磁路中的氣隙的影響 因為因為 c 0 ，所以所以 Rm0 Rmc 當(dāng)當(dāng)F 一定時，一定時， 因因 Rm0 的存在，使的存在，使 大大減小。大大減小。l0 0 S0 lc c Sc =Rmc ,Rm0 = 若要保持若要保持 一定，則需增大磁通勢一定，則需增大磁通勢 F ?？梢?，磁路中應(yīng)盡量減少非必要的空氣隙?？梢?，磁路中應(yīng)盡量減少非必要

3、的空氣隙。 = FRmmRF SlNI mRF SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 分析與思考解答分析與思考解答 5.1.(1) 磁路的結(jié)構(gòu)一定，磁路的磁阻是否一定即磁磁路的結(jié)構(gòu)一定，磁路的磁阻是否一定即磁路的磁阻是否是線性的？路的磁阻是否是線性的？【答答】磁路的結(jié)構(gòu)一定（即尺寸、形狀和材料一定）磁路的結(jié)構(gòu)一定（即尺寸、形狀和材料一定）時，磁路的磁通并不一定。因為磁性材料的磁導(dǎo)率時，磁路的磁通并不一定。因為磁性材料的磁導(dǎo)率不不是常數(shù)（是常數(shù)（B 與與H 不是正比關(guān)系），即磁路的磁阻是非線不是正比關(guān)系），即磁路的磁阻是非線性的。性的。0 2lSNL00r5.2 電電 磁磁 鐵鐵 電磁

4、鐵的常見結(jié)構(gòu)形式電磁鐵的常見結(jié)構(gòu)形式 電磁鐵的種類：電磁鐵的種類： 直流電磁鐵、交流電磁鐵。直流電磁鐵、交流電磁鐵。 勵磁勵磁 線圈線圈 鐵心鐵心 銜鐵銜鐵 勵磁勵磁 線圈線圈 銜鐵銜鐵 鐵心鐵心 鐵心鐵心 勵磁勵磁 線圈線圈 銜鐵銜鐵 銜鐵銜鐵 鐵心鐵心 勵磁勵磁 線圈線圈 U S N N SIF U I N I URI =(1) 電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系 (2) 線圈的功率：線圈的功率： P = R I 2 U S N N SIF 線圈通電后，產(chǎn)生主磁通。線圈通電后，產(chǎn)生主磁通。鐵心和銜鐵被磁化，在它們鐵心和銜鐵被磁化，在它們的兩端形成的兩端形成N極和極和S極，從而極，從而產(chǎn)生電磁

5、吸力產(chǎn)生電磁吸力F。 I 不變不變 F mRF 銜鐵吸合后銜鐵吸合后磁阻磁阻 u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通勢）（磁通勢）tiLdd 常數(shù)iNLeeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU IZEEIXIR)(jjXRZt, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRUU =E 忽略漏阻抗，有忽略漏阻抗，有U4.44 f N m= 則則 當(dāng)當(dāng) U 、f 一定時，一定時， m 基本不變?；静蛔?。 (2

6、) 功率功率視在功率視在功率: S = U I無功功率無功功率: Q = S sin 有功功率有功功率: P = S cos = PCuPFe 銅損耗銅損耗 鐵損耗鐵損耗= RI2 +( PhPe )磁滯損耗磁滯損耗 渦流損耗渦流損耗 Fe2cosPRIUIP RUI22LXRUI IIRIRIP22RUIRIP22020)()(XXRRUI0R0XFePRIP2 5.1.(2) 恒定恒定(直流直流)電流通過電路時會在電阻中產(chǎn)生電流通過電路時會在電阻中產(chǎn)生功率損耗，恒定磁通通過磁路時會不會產(chǎn)生功率損耗？功率損耗，恒定磁通通過磁路時會不會產(chǎn)生功率損耗？ 【答答】恒定的磁通通過磁路時，不會在磁路中

7、產(chǎn)生恒定的磁通通過磁路時，不會在磁路中產(chǎn)生功率損耗，即直流磁路中沒有鐵損耗。功率損耗，即直流磁路中沒有鐵損耗。 這是因為鐵心損耗包括渦流損耗和磁滯損耗，其中這是因為鐵心損耗包括渦流損耗和磁滯損耗，其中渦流損耗是由交流磁場在鐵心中感應(yīng)出的渦流而產(chǎn)生的渦流損耗是由交流磁場在鐵心中感應(yīng)出的渦流而產(chǎn)生的功率損耗，而磁滯損耗是因為鐵心被反復(fù)磁化時的磁滯功率損耗，而磁滯損耗是因為鐵心被反復(fù)磁化時的磁滯現(xiàn)象而引起的功率損耗。由于恒定磁通既不會在鐵心中現(xiàn)象而引起的功率損耗。由于恒定磁通既不會在鐵心中產(chǎn)生渦流又不會使鐵心交變磁化，所以恒定磁通通過磁產(chǎn)生渦流又不會使鐵心交變磁化，所以恒定磁通通過磁路時不會產(chǎn)生功率

8、損耗。路時不會產(chǎn)生功率損耗。(1) 變化變化 f 變化變化 電磁吸力用平均值衡量。電磁吸力用平均值衡量。 m 不變不變 Fm 、 F不變。不變。(2) 銜鐵吸合后銜鐵吸合后磁阻磁阻 起動電流起動電流 工作電流。工作電流。 m 不變不變 磁通勢磁通勢 勵磁電流勵磁電流 Of t F fm 平均吸力平均吸力 mRF M3 例例5.2.1 一個鐵心線圈，加上一個鐵心線圈，加上12V直流電壓時，直流電壓時，電流為電流為1A；加上；加上110V交流時，電流為交流時，電流為2A，消耗，消耗的功率為的功率為88W。求后一種情況線圈的銅損耗、。求后一種情況線圈的銅損耗、鐵損耗和功率因數(shù)。鐵損耗和功率因數(shù)。解：

9、解：(1) 線圈施加直流電壓時：線圈施加直流電壓時： UIR = 121=12(2) 線圈施加交流電壓時：線圈施加交流電壓時： PCu = RI2=1222 W =48 WPFe = PPCu=(8848) W =40W PU Icos = 881102= 0.4 5.2.(1) 額定電壓一定的交流鐵心線圈能否施加大小額定電壓一定的交流鐵心線圈能否施加大小相同的直流電壓？相同的直流電壓？ 【答答】如果給交流鐵心線圈施加了與交流電壓大小如果給交流鐵心線圈施加了與交流電壓大小相等的直流電壓會把線圈燒毀。相等的直流電壓會把線圈燒毀。 這是因為交流鐵心線圈上施加的交流電壓絕大部分被這是因為交流鐵心線圈

10、上施加的交流電壓絕大部分被感應(yīng)電動勢所平衡（感應(yīng)電動勢所平衡（UE），漏阻抗上的電壓很小，因而），漏阻抗上的電壓很小，因而勵磁電流很小。勵磁電流很小。 如果是施加同樣大小的直流電壓，由于線圈中沒有感如果是施加同樣大小的直流電壓，由于線圈中沒有感應(yīng)電動勢與之平衡，全部電壓降落在線圈本身的電阻上，應(yīng)電動勢與之平衡，全部電壓降落在線圈本身的電阻上，該電阻值是很小的，因此將會產(chǎn)生很大的直流勵磁電流，該電阻值是很小的，因此將會產(chǎn)生很大的直流勵磁電流，使線圈燒毀。如果系統(tǒng)有過流保護(hù)裝置，此時保護(hù)裝置將使線圈燒毀。如果系統(tǒng)有過流保護(hù)裝置，此時保護(hù)裝置將動作跳閘。動作跳閘。 5.2.(2) 教材中圖教材中圖

11、5.2.1 所示交流鐵心線圈，電壓的有所示交流鐵心線圈，電壓的有效值不變，而將鐵心的平均長度增加一倍。試問鐵心中的效值不變，而將鐵心的平均長度增加一倍。試問鐵心中的主磁通最大值主磁通最大值m 是否變化（分析時可忽略線圈的漏阻是否變化（分析時可忽略線圈的漏阻抗）？抗）？ 如果是直流鐵心線圈，鐵心中的主磁通如果是直流鐵心線圈，鐵心中的主磁通的大小是否的大小是否變化？變化？U4.44 f Nm=【答答】增加交流鐵心的長度是不會改變鐵心中的主磁增加交流鐵心的長度是不會改變鐵心中的主磁通最大值通最大值m的。因為在忽略漏阻抗時，的。因為在忽略漏阻抗時，即即m的與磁路的幾何尺寸無關(guān)。的與磁路的幾何尺寸無關(guān)。

12、如果是直流鐵心線圈，磁路（鐵心）的長度增加一如果是直流鐵心線圈，磁路（鐵心）的長度增加一倍，在相同的磁通勢作用下，由于磁阻增加了，主磁通倍，在相同的磁通勢作用下，由于磁阻增加了，主磁通就要減小。就要減小。 5.2.(3) 兩個匝數(shù)相同（兩個匝數(shù)相同（N1=N2 ）的鐵心線圈分別接到）的鐵心線圈分別接到電壓相等（電壓相等（U1=U2）而頻率不同（）而頻率不同（f1f2）的兩個交流電源）的兩個交流電源上時，試分析兩個線圈中的主磁通上時，試分析兩個線圈中的主磁通1m 和和2m 的相對大的相對大?。ǚ治鰰r可忽略線圈的漏阻抗）?。ǚ治鰰r可忽略線圈的漏阻抗）U4.44 f Nm=【答答】根據(jù)根據(jù) 得知得知

13、1m 2m 。15.4 變壓器的基本結(jié)構(gòu)變壓器的基本結(jié)構(gòu) 用硅鋼片疊成。用硅鋼片疊成。 高壓繞組和低壓繞組同心地套在鐵心上。高壓繞組和低壓繞組同心地套在鐵心上。 油箱、油、儲油柜、絕緣套管、保護(hù)設(shè)備等。油箱、油、儲油柜、絕緣套管、保護(hù)設(shè)備等。 三相變壓器、單相變壓器。三相變壓器、單相變壓器。 雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器。雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器。 干式干式變壓器變壓器、油浸式油浸式變壓器變壓器。 心式變壓器、殼式變壓器。心式變壓器、殼式變壓器。 心式變壓器心式變壓器 鐵心鐵心 繞組繞組 殼式變壓器殼式變壓器 鐵心鐵心 繞組繞組 S9 型型 10 kV 三相油浸配電變壓

14、器三相油浸配電變壓器 樹脂澆注干式變壓器樹脂澆注干式變壓器 1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心(1) 空載運行情況空載運行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。二次側(cè)開路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時，空載時，鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢組磁通勢產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。(2) 帶負(fù)載運行情況帶負(fù)載運行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)二次側(cè)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u

15、 dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，鐵心中有載時，鐵心中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次繞組磁次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 2121NNEE根據(jù)根據(jù)KVL：1111111111jEIXIREEIRU 變壓器

16、一次側(cè)等效電路如圖變壓器一次側(cè)等效電路如圖1m1111444Nf.EUEU 由于電阻由于電阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)較小較小,其兩端其兩端的電壓也較小的電壓也較小,與主磁電動勢與主磁電動勢 E 比較可忽略不計，比較可忽略不計，則則1E1R1I1U1E+一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)KNNEEUU 2121201根據(jù)根據(jù)KVL：2m220224440Nf.EUU,I 結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+ 一般取一般取高壓繞組的電壓與低壓繞組的電高壓繞組的電壓與低壓繞組的電

17、 壓之比，壓之比， 規(guī)定規(guī)定: : 當(dāng)當(dāng) U1 = U1N 時時, U1N U2N即：即：k1U20 = U2N 如銘牌上標(biāo)注如銘牌上標(biāo)注:電壓電壓 10000 / 230V變壓器銘牌參數(shù)：變壓器銘牌參數(shù)：額定電壓額定電壓變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值繞組允許的電壓值一次繞組的額定電壓一次繞組的額定電壓一次繞組加上額定電壓時，二次側(cè)空載時的電壓一次繞組加上額定電壓時，二次側(cè)空載時的電壓 一般一般 U2N 比滿載時的電壓高比滿載時的電壓高 5% 10% 。 122222)%100UUU%UV20220R)(22IfU 2 U2I2

18、U20I2N2 O2 例例5.3.1 某單相變壓器的額定電壓為某單相變壓器的額定電壓為 10 000/230 V 接在接在 10 000 V 的交流電源上向一電感性負(fù)載供電，電壓的交流電源上向一電感性負(fù)載供電，電壓 調(diào)整率為調(diào)整率為 0.03，求變壓器的電壓比、空載和滿載時的二，求變壓器的電壓比、空載和滿載時的二 次電壓。次電壓。 解解 變壓器的電壓比為變壓器的電壓比為 空載時的二次電壓為空載時的二次電壓為 U20 = U2N = 230 V 滿載時的二次電壓為滿載時的二次電壓為 U2 = U2N (1 VR ) = 230(1 0.03) V = 223 V k = = = 43.5 U1N

19、 U2N 10 000 230 【答答】因為變壓器的電壓比等于一、二次繞組感應(yīng)因為變壓器的電壓比等于一、二次繞組感應(yīng)電動勢之比，也即匝數(shù)之比：電動勢之比，也即匝數(shù)之比：空載時：空載時： U1E1，E2 = U20 = U2N ，而負(fù)載時：，而負(fù)載時： U1E1， E2U2 ，顯然用空載時一、二次繞組電壓之比來計算電，顯然用空載時一、二次繞組電壓之比來計算電壓比精確度較高。壓比精確度較高。=N1N2E1E2k = 5.3.(1) 在求變壓器的電壓比時，為什么一般都用空在求變壓器的電壓比時，為什么一般都用空載時一、二次繞組電壓之比來計算？載時一、二次繞組電壓之比來計算？2222ZUIZ 1m11

20、44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情況下：一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。102211NiNiNi 空載磁勢空載磁勢有載磁勢有載磁勢 U2|ZL |I2 = 2230.966= 224A= 5.15A I2kI1 =例例5.3.1 某單相變壓器的額定電壓為某單相變壓器的額定電壓為10000/230V，接在接在10000V的交流電源上

21、向一電感性負(fù)載供電，的交流電源上向一電感性負(fù)載供電，電壓調(diào)整率為電壓調(diào)整率為0.03。當(dāng)。當(dāng)|ZL |=0.966時，變壓器正時，變壓器正好滿載。求該變壓器的電流。好滿載。求該變壓器的電流?？蛰d電壓：空載電壓：=230V滿載電壓滿載電壓:=230(10.03) V = 223VU20 = U2N U2 = U2N (1U ) PCu【答答】因為空載時二次繞組的電流因為空載時二次繞組的電流I2 等于零，因此不等于零，因此不存在電流比的關(guān)系。而在滿載和接近滿載時，一、二次存在電流比的關(guān)系。而在滿載和接近滿載時，一、二次繞組的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空載電流，在磁通勢平衡方程中，繞組的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空載電流，在磁

22、通勢平衡方程中，忽略空載電流時才得到一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，忽略空載電流時才得到一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，即即 這一關(guān)系。這一關(guān)系。= =N2N1I1I21k返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題 5.3.(2) 為什么說變壓器一、二次繞組電流與匝數(shù)成為什么說變壓器一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，只有在滿載和接近滿載時才成立？空載時為什么反比，只有在滿載和接近滿載時才成立？空載時為什么不成立？不成立？【答答】滿載時變壓器的二次側(cè)電壓滿載時變壓器的二次側(cè)電壓U2 不等于額定電壓不等于額定電壓U2N 。因為變壓器的二次側(cè)額定電壓。因為變壓器的二次側(cè)額定電壓U2 定義

23、為空載電壓定義為空載電壓（一次側(cè)為額定電壓時）（一次側(cè)為額定電壓時）U20 的，即的，即U2N = U20 = E2 。變壓。變壓器滿載（器滿載（I2 = I2N）時，）時， ，因而，因而U2U2N 。U2= E2 Z2I2返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題 5.3.(3) 滿載時變壓器的電流等于額定電流，這時的滿載時變壓器的電流等于額定電流，這時的二次側(cè)電壓是否也等于額定電壓？二次側(cè)電壓是否也等于額定電壓？22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 結(jié)論：結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶

24、負(fù)載的阻抗模的側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ + 一只電阻為一只電阻為 8的揚聲器（喇叭），需要的揚聲器（喇叭），需要把電阻提高到把電阻提高到 800才可以接入半導(dǎo)體收音機(jī)的輸才可以接入半導(dǎo)體收音機(jī)的輸出端。問：應(yīng)該利用電壓比為多大的變壓器才能出端。問：應(yīng)該利用電壓比為多大的變壓器才能實現(xiàn)這一阻抗匹配。實現(xiàn)這一阻抗匹配。解：解：例例5.3.3 = 10RL = k2 R RRLk = 8008上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回：信號源信號源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如圖，交流信號源的電動

25、如圖，交流信號源的電動勢勢 E= 120V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 R 0=800 ，負(fù)載為揚聲器，其等效電阻為負(fù)載為揚聲器，其等效電阻為RL=8 。（。（1）當(dāng)）當(dāng)RL折算到原折算到原邊的等效電阻邊的等效電阻 時，求時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（的功率；（2）當(dāng)將負(fù)載直接）當(dāng)將負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時與信號源聯(lián)接時,信號源輸出信號源輸出多大功率？多大功率？0LRR W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，為：為：KNNEEUU 21212011m144.4NfE 2m244. 4NfE K

26、NNII11221 102211NiNiNiZKZ2 一次繞組的視在功率一次繞組的視在功率： S1 = U1I1二次繞組的視在功率二次繞組的視在功率： S2 = U2I2變壓器的額定容量變壓器的額定容量：SN = U2NI2N = U1NI1N輸入功率：輸入功率：P1 = U1I1cos 1輸出功率：輸出功率：P2 = U2I2cos 2變壓器的損耗變壓器的損耗：P = P1 P2= PCu + PFe不變損耗不變損耗PFe = Ph+Pe鐵損耗：鐵損耗：上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回銅損耗：銅損耗： PCu = R1I12 + R2I22可變損耗可變損耗FeCu2

27、212PPPPPP 一變壓器容量為一變壓器容量為10kVA，鐵耗為，鐵耗為300W，滿載時的銅耗為滿載時的銅耗為400W。求該變壓器在滿載時向。求該變壓器在滿載時向功率因數(shù)為功率因數(shù)為 0.8 的負(fù)載供電時輸入和輸出的有功的負(fù)載供電時輸入和輸出的有功功率及效率。功率及效率。解：解：例例5.3.4忽略電壓變化率，則忽略電壓變化率，則P2 = SN cos 2= 101030.8 W = 8 kWP = PCu + PFe= (300 + 400) W = 0.7 kWP1 = P2 + P = (8 + 0.7) kW = 8.7 kWP1P2=100%88.7=100% = 92 %上一節(jié)上一

28、節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 5.3.(5) 例例5.3.4 中的變壓器，當(dāng)負(fù)載變化使得變壓器中的變壓器，當(dāng)負(fù)載變化使得變壓器的電流為額定電流的的電流為額定電流的0.8倍時，其鐵損耗倍時，其鐵損耗PFe 和銅損耗和銅損耗PCu 應(yīng)為下述幾種情況總的哪一種？應(yīng)為下述幾種情況總的哪一種？(a)PFe和和PCu均不變；均不變； (b) PFe= 3000.8W、PCu= 400 0.8W ；(c) PFe= 3000.8W、PCu 不變；不變；(d) PFe 不變、不變、PCu= 400W0.82W ；(e) pFe不變、不變、pCu= 4000.8W ?！敬鸫稹恳驗殍F損耗是與負(fù)

29、載大小無關(guān)的不變損耗，因為鐵損耗是與負(fù)載大小無關(guān)的不變損耗，銅損耗是正比于電流平方的可變損耗，因此，當(dāng)變壓器銅損耗是正比于電流平方的可變損耗，因此，當(dāng)變壓器的電流為額定電流的的電流為額定電流的0.8 倍時，倍時， (d) 的答案是正確的。的答案是正確的。2(2) 三相繞組的聯(lián)結(jié)方式：三相繞組的聯(lián)結(jié)方式：GB: Y,yn Y,d YN,d Y,y YN,y(1) 三相電壓變換的方式：三相電壓變換的方式： 采用三臺單相變壓器、采用三臺單相變壓器、三相心式變壓器。三相心式變壓器。常用的三種常用的三種高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接法低壓繞組接法ABCXYZabczyxU1 U2u1 u2V1 V2

30、v1 v2W1 W2w1 w2 特點：三相之間只有電的聯(lián)系，沒有磁的聯(lián)系。特點：三相之間只有電的聯(lián)系，沒有磁的聯(lián)系。 U1U2u1u2V1V2v1v2W1W2w1w2 特點：三相之間既有電的聯(lián)系，又有磁的聯(lián)系。特點：三相之間既有電的聯(lián)系，又有磁的聯(lián)系。 ABCXYZabczyx高壓繞組：高壓繞組：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低壓繞組：低壓繞組：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接法低壓繞組接法:y/Yn三相配電變壓器三相配電變壓器: Y/動力供電系統(tǒng)（井下照明）動力供電系統(tǒng)（井下照明）A3

31、11PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133（三相配電變壓器）（三相配電變壓器）A311PUU CB1UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 動力供電系統(tǒng)（井下照明）動力供電系統(tǒng)（井下照明） 變壓器額定容量變壓器額定容量(KVA)S:三相三相D:單相單相 N1N1N2N2NIUIUSN1N1N2N2N33IUIUSN2N2NIUS容量：容量： 21PP 一次側(cè)輸入功率：一次側(cè)輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運行變壓器運行時的功率取時的功率取決于負(fù)載的決于負(fù)載的性質(zhì)性質(zhì) 某三相變壓器某

32、三相變壓器SN=50kVA，U1N/U2N=10000/400 V，Y/D聯(lián)結(jié)，向聯(lián)結(jié)，向2=cos 2 =0.9的的感性負(fù)載供電，滿載時二次繞組的電壓為感性負(fù)載供電，滿載時二次繞組的電壓為380V。求：求：(1) 滿載時一、二次繞組的線電流、相電流；滿載時一、二次繞組的線電流、相電流； (2) 輸出的有功功率。輸出的有功功率。解：解：例例5.5.1(1)= 2.9 AI1N =SN3 U1N 501033 10000=I2N =SN3 U2N 501033 400= 72.2 AI1p = I1N = 2.9 AI2p = I2N3 I2N3 = 41.7 A(2)P2 =3 U2 I2 c

33、os 2 =3 38072.20.9W= 42.8 kW 某三相變壓器某三相變壓器SN=50kVA，U1N/U2N=10000/400 V，Y/D聯(lián)結(jié)，向聯(lián)結(jié)，向2=cos 2 =0.9的的感性負(fù)載供電，滿載時二次繞組的電壓為感性負(fù)載供電，滿載時二次繞組的電壓為380V。求：求：(1) 滿載時一、二次繞組的線電流、相電流；滿載時一、二次繞組的線電流、相電流； (2) 輸出的有功功率。輸出的有功功率。解：解：例例5.5.1【答答】 Y,y 接法時：接法時：3 U1p3 U2p= = = 10U1lU2l3 N13 N2N1N2=10。 5.5.(1) 三相變壓器一、二次繞組的匝數(shù)比為三相變壓器一

34、、二次繞組的匝數(shù)比為分別求該變壓器在分別求該變壓器在Y,y、Y,d、D,d 和和D,y 接法時一、二次接法時一、二次繞組的線電壓的比例。繞組的線電壓的比例。 U1p3 U2p= = = 103U1lU2l N13 N2 D,y 接法時：接法時：3 U1p U2p= = = 103U1lU2l3 N1 N2 Y,d 接法時：接法時：U1pU2p= = = 10U1lU2lN1N2D,d 接法時：接法時：*5.6 儀用互感器儀用互感器U1 U2= = ku N1 N2 國產(chǎn)互感器：國產(chǎn)互感器： U2N = 100 V 空載運行的降壓變壓器?？蛰d運行的降壓變壓器。 u1 Vu1u2電壓表電壓表被測電

35、壓被測電壓=電壓表讀數(shù)電壓表讀數(shù) N1/N2VR N1（匝數(shù)多）（匝數(shù)多）保險絲保險絲 N2（匝數(shù)少）（匝數(shù)少）u（被測電壓）（被測電壓）電壓互感器的工作原理電壓互感器的工作原理 在測量交變電流的在測量交變電流的大電壓時，為能夠安全大電壓時，為能夠安全測量在火線和地線之間測量在火線和地線之間并聯(lián)一個變壓器并聯(lián)一個變壓器( (接在接在變壓器的輸入端變壓器的輸入端) )，這，這個變壓器的輸出端接入個變壓器的輸出端接入電壓表，由于輸入線圈電壓表，由于輸入線圈的匝數(shù)大于輸出線圈的的匝數(shù)大于輸出線圈的匝數(shù)，因此輸出電壓小匝數(shù)，因此輸出電壓小于輸入電壓，電壓互感于輸入電壓，電壓互感器就是降壓變壓器。器就是

36、降壓變壓器。電壓表電壓表被測電壓被測電壓=電壓表讀數(shù)電壓表讀數(shù) N1/N2VR N1（匝數(shù)多）（匝數(shù)多）保險絲保險絲 N2（匝數(shù)少）（匝數(shù)少）u（被測電壓）（被測電壓） 短路運行的升壓變壓器。短路運行的升壓變壓器。 I1 I2 = = ki N2 N1 國產(chǎn)互感器：國產(chǎn)互感器： I2N = 5 A Ai2i1N1 N2 1 2 匝匝電流表電流表被測電流被測電流=電流表讀數(shù)電流表讀數(shù) N2/N1（被測電流）（被測電流）ARi1i2電流互感器的工作原理電流互感器的工作原理 在測量交變電流的在測量交變電流的大電流時，為能夠安全大電流時，為能夠安全測量在火線測量在火線( (或地線或地線) )上上串聯(lián)一

37、個變壓器串聯(lián)一個變壓器( (接在變接在變壓器的輸入端壓器的輸入端) )，這個變，這個變壓器的輸出端接入電流壓器的輸出端接入電流表，由于輸入線圈的匝表，由于輸入線圈的匝數(shù)小于輸出線圈的匝數(shù)數(shù)小于輸出線圈的匝數(shù), ,因此輸出電流小于輸入因此輸出電流小于輸入電流。電流。電流表電流表被測電流被測電流=電流表讀數(shù)電流表讀數(shù) N2/N1（被測電流）（被測電流）ARi1i2為什么電流互感器二次側(cè)不能開（斷）路？為什么電流互感器二次側(cè)不能開（斷）路？ 電流互感器二次側(cè)不許開路運行。接在電流互感器電流互感器二次側(cè)不許開路運行。接在電流互感器副線圈上的儀表線圈的阻抗很小，相當(dāng)于在副線圈短路副線圈上的儀表線圈的阻抗

38、很小，相當(dāng)于在副線圈短路狀態(tài)下運行。狀態(tài)下運行。 如果在運行中時副線圈斷開，副邊電流等于零，那如果在運行中時副線圈斷開，副邊電流等于零，那么起去磁作用的磁通勢消失，而原邊的磁通勢不變，原么起去磁作用的磁通勢消失，而原邊的磁通勢不變，原邊被測電流全部成為勵磁電流，這將使鐵芯中磁通量急邊被測電流全部成為勵磁電流，這將使鐵芯中磁通量急劇，鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱以致燒壞線圈絕緣。劇，鐵芯嚴(yán)重發(fā)熱以致燒壞線圈絕緣。 另外副線圈開路會感應(yīng)出很高的電壓，這對儀表和另外副線圈開路會感應(yīng)出很高的電壓，這對儀表和操作人員是很危險的所以電流互感器二次側(cè)不許斷開。操作人員是很危險的所以電流互感器二次側(cè)不許斷開。221011Ni

39、NiNi *5.7 自耦變壓器自耦變壓器手柄手柄 接線柱接線柱 調(diào)壓器調(diào)壓器 手柄手柄 繞組繞組 接觸臂接觸臂 I+ +U2I1E1E2U1 I2 降壓自耦變壓器降壓自耦變壓器 升壓自耦變壓器升壓自耦變壓器 I N1N2+ +U1I1E1E2 U2I2忽略漏阻抗，則忽略漏阻抗，則= U1 U2E1 E2=N1 N2= k KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+*5.8 三繞組變壓器三繞組變壓器 有三個繞組和三個電壓等級。有三個繞組和三個電壓等級。 三繞組三繞組變壓器變壓器 = k12 U1 U2= N1 N2= k13 U1 U3= N1 N3= k23 U2 U3= N2 N3 各繞組間的電壓關(guān)系各繞組間的電壓關(guān)系 N1N3N2I1I2U1I3U2U3ZL3ZL2 各繞組間的電流關(guān)系各繞組間的電流關(guān)系 在滿載或接近滿載時，在滿載或接近滿載時，I0 可忽略不計，則可忽略不計，則 N1I1 + N2I2 +