電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù)(已修改)
2025-05-13 06:19 本頁面
【正文】 第 7章 電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù) 71 二端口網(wǎng)絡(luò) 72 變壓器 73 幾種常用變壓器 74 電熱轉(zhuǎn)換技術(shù) 75 電光轉(zhuǎn)換技術(shù) 76 電聲轉(zhuǎn)換技術(shù) 77 電化學(xué)轉(zhuǎn)換技術(shù) 化學(xué)工業(yè)出版社 第 7章 電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù) 71 二端口網(wǎng)絡(luò) 化學(xué)工業(yè)出版社 71 二端口網(wǎng)絡(luò) 一、二端口網(wǎng)絡(luò) 具有四個(gè)端鈕的網(wǎng)絡(luò)稱四端網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示。 M 1 1 1 1/ 1/ 1/ 2/ 2/ 2/ 2 2 2 L1 L1 L2 L2 Z2 Z1 Z3 （ a） （ b） （ c） 二端口網(wǎng)絡(luò) 在四端網(wǎng)絡(luò)中端口由兩個(gè)端鈕組成，當(dāng)從一個(gè)端鈕流入該網(wǎng)絡(luò)的電流等于從另一個(gè)端鈕流出該網(wǎng)絡(luò)的電流時(shí)，該兩個(gè)端鈕稱一個(gè)端口。上圖（ a）中，如果流入端鈕 1的電流等于流出端鈕 1/的電流， 11/稱一個(gè)端口。圖中四端網(wǎng)絡(luò)共有兩個(gè)端口，稱二端口網(wǎng)絡(luò)。 C 71 二端口網(wǎng)絡(luò) 二端口網(wǎng)絡(luò)中與電源聯(lián)接的端口稱輸入端口，與負(fù)載聯(lián)接的端口稱輸出端口。 二、二端口網(wǎng)絡(luò)分類 二端口網(wǎng)絡(luò)按其內(nèi)部電路是否含有電源，分為含源二端口網(wǎng)絡(luò)和無源二端口網(wǎng)絡(luò)。如下圖所示。 1 1 1/ 1/ 2 2 2/ 2/ C Z1 Z1 Z2 Z2 Z3 + Us (a)含源二端口網(wǎng)絡(luò) + (b)含源二端口網(wǎng)絡(luò) 含源及無源二端口網(wǎng)絡(luò) 71 二端口網(wǎng)絡(luò) 二端口網(wǎng)絡(luò)按其內(nèi)部電路是否含有非線性元件，分為非線性二端口網(wǎng)絡(luò)和線性二端口網(wǎng)絡(luò)。如下圖 1 1 1/ 1/ 2 2 2/ 2/ C R R VD （ b）線性二端口網(wǎng)絡(luò) （ a）非線性二端口網(wǎng)絡(luò) 非線性及線性二端口網(wǎng)絡(luò) 第 7章 電能傳輸及轉(zhuǎn)換技術(shù) 72 變壓器 72 變壓器 Tr N1 i10 u1 A X N2 |ZL| u20 S a x x 由硅鋼片疊壓制成的變壓器鐵心磁路 變壓器一次側(cè)繞組 （原邊） 變壓器二次側(cè)繞組 （副邊） 變壓器圖形符號(hào) 變壓器 是一種能變換電壓、變換電流、變換阻抗的 “靜止”電氣設(shè)備 。變壓器在傳遞電能的過程中 頻率不變 。 一、 變壓器的基本結(jié)構(gòu) 低壓套管 分接開關(guān) 油箱 鐵芯 繞組 放油閥門 變壓器主要由鐵芯和繞組兩大部分構(gòu)成。 鐵芯 是它的 磁路 部分， 繞組 是它的 電路 部分。 訊號(hào)式溫度計(jì) 吸濕計(jì) 儲(chǔ)油柜 安全氣道 油表 氣體繼電器 高壓套管 72 變壓器 二、變壓器的工作原理 （ 1）變壓器的空載運(yùn)行與變換電壓作用 Φ N1 i10 u1 A X N2 |ZL| u20 S a x x 變壓器的 一次側(cè)接電源 ， 二次側(cè)開路 ，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為 空載 。 變壓器空載時(shí)原邊電流 i10很小 ，在鐵心磁路中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的磁通 φ ，當(dāng) φ 穿過兩線圈時(shí)，分別感應(yīng)電壓： m2M2m1L1??fNUfNU??72 變壓器 變壓器原、副邊電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系為： 變壓器原、副邊電壓與感應(yīng)電壓的關(guān)系為： kNNfNUUUUML ??????21m2m1212014. 44 f N 其中 k 稱為變壓器的變比。顯然：變壓器 通過改變?cè)?、副邊的匝?shù)即可 變換電壓 。 m2M220m1L11??fNUUfNUU????72 變壓器 （ 2） 變壓器的負(fù)載運(yùn)行與變換電流作用 變壓器的 一次側(cè)接電源 ， 二次側(cè)與負(fù)載接通 ，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為 負(fù)載運(yùn)行 。 變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)由于副邊電流存在的去磁作用，因此原邊電流由 i10增大至 i1。原邊磁動(dòng)勢(shì)增加的數(shù)值恰好等于二次側(cè)負(fù)載所需要的磁動(dòng)勢(shì)。即 ： 2211011 NININI ??Φ N1 i1 u1 A X N2 |ZL| u2 S a x i2 72 變壓器 （ 2） 變壓器的負(fù)載運(yùn)行與變換電流作用 2211011 NININI ??221121 IUIUPP??或： 變壓器在能量傳遞的過程中損耗甚小，因此： 因此： kNUUII 1N 121221 ??? 其中 1/k 稱為變壓器的變流比。顯然：變壓器 在改變電壓的同時(shí)也改變了電流，即變壓器還可以 變換電流 。 72 變壓器 （ 3） 變壓器的變換阻抗作用 變壓器的副邊所接負(fù)載為 |ZL|，原邊輸入阻抗為 Z1時(shí)，有： 把變壓比和變流比公式代入可得 ： ；22L IUZ ?L222222111 ZkIUkkIkUIUZ ????Φ N1 i1 u1 A X N2 |ZL| u2 S a x i2 111 IUZ ?72 變壓器 已知某收音機(jī)輸出變壓器的原邊匝數(shù)為 600,副邊匝數(shù)為 30,原邊原接有 16Ω的揚(yáng)聲器，現(xiàn)要改接成 4 Ω揚(yáng)聲器，求 N2應(yīng)改為多少？ 變壓器的阻抗變換作用常用于電子電路中。 例如： 匝所以：則，揚(yáng)聲器后改接成解：154060039。12 4039。 160046400239。 4L640016220L21 203060021????????????????kNNkkZZkZNNk72 變壓器 變壓器的外特性 就是描述輸出電壓u2隨負(fù)載電流 i2變化的關(guān)系，即： u2＝ f（ i2） 兩者之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系可用左圖所示曲線進(jìn)行描述。 u2 U2N i2 I2N 0 cos(φ 2)= cosφ 2=1 cosφ 2= 2．電壓調(diào)整率 %1 0 0%20N220 ????UUUU 電壓調(diào)整率 反映了變壓器運(yùn)行時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定性，是變壓器的主要性能指標(biāo)之一。 72 變壓器 4．變壓器的損耗和效率 （ 1）損耗 222121CuFeCu RIRIPPPP????????其中：鐵損耗 包括 磁滯損耗 和 渦流損耗 。 （ 2）效率 72 變壓器 CuFe ppPPPP?????? 1212?*三、電力變壓器的型號(hào) S7500/10 低損耗系列產(chǎn)品 額定容量（ KVA） 高壓繞組額定電壓（ KV） 變壓器的額定值 額定 容量 ：三相變壓器的總?cè)萘? SN=3I2NU2N 額定 電壓 ：原、副邊額定值均指 線電壓 數(shù)值 。 額定 電流 ： I1N、 I2N均指原、副邊 線 電流值。 72 變壓器 例： 設(shè)交流信號(hào)源電壓 V 1 0 0?U ，內(nèi)阻 800o ?RΩ ，負(fù)載 8L ?RΩ 。 （ 1 ）將負(fù)載
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