【正文】 息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載電流和空載損耗 ?t 0i3 2 11230i3) 空載電流波形 由于磁路飽和，空載電流與由它產(chǎn)生的主磁通 呈非線性關(guān)系。 當(dāng)磁通按正弦規(guī)律變化時(shí)，空載電流呈尖頂波形。 當(dāng)空載電流按正弦規(guī)律變化時(shí)，主磁通呈尖頂波形。 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載電流和空載損耗 ih i0 iμ Φ t i0 Φ 考慮飽和和磁滯影響， i0不對稱的尖頂波分解為： 1）對稱的尖頂波，考慮飽和影響的磁化電流 iμ。 2) 正弦波，對應(yīng)鐵心中的磁滯損耗 ih 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載電流和空載損耗 二、空載損耗 對于已制成變壓器，鐵損與磁通密度幅值的平方成正比，與電流頻率的 ，即 空載損耗約占額定容量的 %~1%，而且隨變壓器容量的增大而下降。 為減少空載損耗，改進(jìn)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的方向是采用優(yōu)質(zhì)鐵磁材料：優(yōu)質(zhì)硅鋼片、激光化硅鋼片或應(yīng)用非晶態(tài)合金。 2 1 .3mFeP B f??。，PP，RI。RIP,PFeFe耗即空載損耗近似為鐵損所以均很小和由于和繞組銅損耗耗供給鐵損電源吸收少量有功功率變壓器空載時(shí)一次側(cè)從?0101200安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 一、電動勢平衡方程和變比 電動勢平衡平衡方程 （ 1）一次側(cè)電動勢平衡方程 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0σU E E I R E I R j I X E Z I? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 1 14 . 4 4 mU E fN Φ??忽略很小的漏阻抗壓降，并寫成有效值形式，有 11114 . 4 4 4 . 4 4mEUΦf N f N??則 可見，影響主磁通大小的因素有 電源電壓 和 頻率 ，以及一次線圈的匝數(shù) 。 重要公式 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 一、電動勢平衡方程和變比 （ 2）二次側(cè)電動勢平衡方程 220 EU ?? ?變比 定義 112112 0 22NNUUENkEN UU ?? ? ? 對三相變壓器，變比為一、二次側(cè)的相電動勢之比，近似為額定相電壓之比，具體為 Y， d接線 NNU3Uk21?NNUU3k21?D， y接線 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 二、空載時(shí)的等效電路和相量圖 等效電路 1 0 0m m mE I ( R jX ) I Z? ? ? ? ?即等效用電阻所以還要引入一個在鐵心中引起鐵損由于降表示也用電抗壓感應(yīng)的電動勢表示法基于,PRI,R,P,E,XIjEFemmFe201101???????? ??安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 二、空載時(shí)的等效電路和相量圖 等效電路 一次側(cè)的電動勢平衡方程為 01101011 I)jX(RI)jX(R ZIEUmm ???????????? 空載時(shí)等效電路圖 ?mmm Z,X,R 勵磁電阻、勵磁電抗、勵磁阻抗。由于磁路具有飽 和特性，所以 不是常數(shù)，隨磁路飽和程度增大而減小。 mmmjXRZ ??安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 二、空載時(shí)的等效電路和相量圖 11 XX,RR mm ????由于 ，所以有時(shí)忽略漏阻抗，空載等效電路只是一個 元件的電路。在 一定的情況下， 大小取決于 的大小。從運(yùn)行角度講，希望 越小越好，所以變壓器常采用高導(dǎo)磁材料，增大 ，減小 ，提高運(yùn)行效率和功率因數(shù)。 mZmZ0I0ImZ1U0I安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 二、空載時(shí)的等效電路和相量圖 相量圖 根據(jù)前面所學(xué)的方程，可作出變壓器空載時(shí)的相量圖： （ 1）以 為參考相量 mΦ?（ 2） 與 同相， 滯后 ， mΦ? ar0 III 00 ??? ??090aI0?rI0?1E??（ 3） 滯后 ， ； 090mΦ?21 E,E ??1001 XIj,IR ??（ 4） 1U?（ 5） mΦ?aI0?rI0?0I?1E??1E?2E?10XIj?01IR?1U?安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的空載運(yùn)行 空載時(shí)的電動勢方程、等效電路和相量圖 空載運(yùn)行小結(jié) （ 1）一次側(cè)主電動勢與漏阻抗壓降總是與外施電壓平衡 ,若忽略漏阻抗壓降，則一次主電勢的大小由外施電壓決定 . （ 2）主磁通大小由電源電壓、電源頻率和一次線圈匝數(shù)決定，與磁路所用的材質(zhì)及幾何尺寸基本無關(guān) 。 （ 3）空載電流大小與主磁通、線圈匝數(shù)及磁路的磁阻有關(guān)，鐵心所用材料的導(dǎo)磁性能越好，空載電流越小。 （ 4）電抗是交變磁通所感應(yīng)的電動勢與產(chǎn)生該磁通的電流的比值，線性磁路中，電抗為常數(shù)，非線性電路中，電抗的大小隨磁路的飽和而減小。 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 1 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系 變壓器一次側(cè)接在額定頻率、額定電壓的交流電源上，二次接上負(fù)載的運(yùn)行狀態(tài)，稱為 負(fù)載運(yùn)行 。 1U?1E?σ1E?2U?1I? 2I??1??m?2E?AXaxLZ?2???2E?安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 1 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系 11IR?1?? ?1E?22IR?2?? ?2E?1U? 1I?2I?2U?1 1 1F N I?2 2 2F N I?0 1 0F N I? 0?1E?2E?用圖示負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁過程 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 2 基本方程式 1) 磁動勢平衡方程 1 2 0F F F??或 1 1 2 2 1 0N I N I N I??:,U,F。F,因此有磁動勢平衡方程大小基本不變由空載到負(fù)載不變保持只要大小主要取決于共同作用產(chǎn)生次磁動勢和二負(fù)載時(shí)一次磁動勢產(chǎn)生主磁通一次磁動勢空載時(shí)011002100???????????用電流形式表示 LII)kI(II)NN(II102021201??????? ????????安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 電磁關(guān)系將一、二次聯(lián)系起來 ,二次電流增加或減少必然引起一次電流的增加或減少 . 用電流形式表示 LII)kI(II)NN(II102021201??????? ????????。 , I 。 , I : : L 作用 它起平衡二次磁動勢的 另一個是負(fù)載分量 產(chǎn)生主磁通 它用來 一個是勵磁電流 兩個分量 變壓器的負(fù)載電流包括 表明 1 0 ? ? 2 基本方程式 1) 磁動勢平衡方程 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 用電流形式表示 LII)kI(II)NN(II102021201??????? ????????2 基本方程式 1) 磁動勢平衡方程 負(fù)載運(yùn)行時(shí) ,忽略空載電流有 : 1221211或NNkIIkII ???? ??表明，一、二次電流比近似與匝數(shù)成反比?？梢姡褦?shù)不同，不僅能改變電壓，同時(shí)也能改變電流。 安徽工業(yè)大學(xué) 電氣信息學(xué)院 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 2 基本方程式 2) 電動勢平衡方程