【正文】 按生產(chǎn)吸力的原理分，大體上可以分為三大類型 . ? ? ? ，直流伺服電動機用作 什么元件，直流測速發(fā)電機用作什么元件。 基本平衡式、等效電路和相量圖是分析交流電磁元件常用的三種基本方法，其中以基本平衡式為最基礎(chǔ)，因為它是直接從變壓器的空載（或負載）運行時的物理情況推導(dǎo)出來的。由于電流表的內(nèi)阻抗小， ? 因此二次是通過電流表短路，故圖 5一 23相當于變壓器的短路運行．根據(jù)磁動勢平衡式，忽略勵磁電流，得 ? I1 N1= I2N 2 ? 即 I1 = (N 2 /N1)I2=KiI2 ? 式中， Ki=N2/N1,是電流互感器的額定電流比． 第五章 變 壓 器 57幾種特殊變壓器 ? 二次繞組的額定電流通常是 5A，因此，用05 A量程的電流表，就可以測量很大的電流。由于電壓表內(nèi)阻抗很大，二次 ax實際上是開路的，所以電壓互感器就｝是變壓器的空載運行一般初級電壓為 3, l0... k V，而二次電壓都為 100 V，這樣一來只需一種 0～ 100 V量程的電壓表就可以測量很高的電壓。本章主要介紹其工作原理和特點。它是一次或二次邊額定電壓和額定電流的乘積，單位為VI。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實驗 ? 根據(jù)測量的短路電壓 UK、短路電流 IK和短路時輸入功率PK可以計算下列各參數(shù)。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實驗 ? 18 ? 次級繞組中沒有銅損耗，一次繞組中有空載電流所產(chǎn)生的銅損耗，但因 Io較小，它所產(chǎn)生的銅損耗相對于這時的鐵損耗來說是可以忽略的，因此空載的輸人功率 Po可以認為等于變壓器的鐵損耗。 第五章 變 壓 器 5４負載時的相量圖和等效電路 ? １７ ? 其中：rk=r1+r‵ 2=r1+k2r2 ? Xk=x1+x‵ 2=x1+k2x2 ? 而 ZK ＝ rK +jXK可以用變壓器的短路實驗求得，故稱為短路阻抗，而 rK和 xK分別稱短路電阻和短路抗。該電路對 204。 得到圖 5一 12 (d)所示的等效電路 ? 12d 最后再根據(jù)前面圖 5一 7所述的勵磁導(dǎo)納和勵磁阻抗的變換，可將圖為 5一 12( d)變換圖為 5一 13所示的等效電路。２相差沒這樣大，在容性負載時 217。1 ９０ ０ ， 第五章 變 壓 器 5４負載時的相量圖和等效電路 ? 11 （１０）作相量 217。1= 204。`0,滯后相量一200。`2=217。2相量的端點作相量 204。`2 204。`2 W1） ? 所以 204。 ２ 之間的夾角． ? 二次邊輸出無功功率 ? U` ２ I ` ２ sinφ ２ =KU ２ (1/K) I ２ ２ sinφ ２ ? =U ２ I ２ sinφ ２ 第五章 變 壓 器 5４負載時的相量圖和等效電路 ? 二次邊輸出銅損耗 ? I `2 ２ r` ２ =(1/K2) I 2 ２ K2r ２ = I 2 ２ r ２ ? 上面三式說明變壓器二次邊輸出的功率、銅損耗，其折合前后是一樣的。2Z ２ ) ? =K 217。 ２ Z ２ 。 ２ / 204。 ２ 204。2/K 第五章 變 壓 器 5４負載時的相量圖和等效電路 ? 電動勢折合關(guān)系： ? 折合前： 200。 ? 今后為了區(qū)別折合前后二次邊的物理量，折合過的量都在該量右上角加一撇來表示，如二次繞組各量的折合值為 E`2, 204。2N2大小相等，相位相反。但由于漏阻抗很小，工程上可將其忽略，這樣若是同樣的電源電壓，并考慮 U1≈E1關(guān)系，那么變壓器從空載到負載狀態(tài)的電動勢 E1和主磁通 Φ m應(yīng)基本保持不變，所以上式的勵磁磁勢就可以近似認為是空載勵磁磁動勢 204。0 N1 （ 5一 16b) ? 這里的 F` o = 204。2 邊的電流是 204。2一 204。1(r1＋ jx1）＝一 200。１ ＝ － 200。１ , － 200。 效果演示 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運行 ? 9 ? 217。2滯后 Φm ，900； ? (6)作相量一 200。 ? (1)在水平方向上作參考相量 Φm； (2)作磁化電流相量 204。１＝ 204。０＝ 204。 首先一次繞組的等效電路根據(jù)式 (5一12)可畫出如圖 5一 6所示。０ r1 ? ＝－ 200。oa (511) ? 其中：鐵耗電流 ioa是很小的，磁化電流 204。本節(jié)將分析主磁通按 ? 正弦規(guī)律變化時，空載電流 i０的三種變化規(guī)律。0900 ，其有效值為 : E σ1=1/(2)1/2 (2)1/2 I0 ωL1= I0 ωL1=I0x1 ? 式中 x1= ωL1 為一次繞組的漏電抗。1和 200。根據(jù)電磁感應(yīng)定律由主磁通感應(yīng)產(chǎn)生的一、二次主電動勢瞬 ? 時值分別為 ? e1＝一 N1d Φ /dt＝一 N1 Φ mcos ω t＝ 2E1sin（ ω t一900） ? e2＝一 N2一 N1d Φ /dt –ωN2 Φ m mcos ω t＝ 2E2sin (ω t一 900） (56) ? 式中， E1， E2分別為一、二次主電動勢的有效值，由上式可得 ? E1=2πf1N1 Φ m/ 2= N1 Φ m （ 5一 7) ? E2=2πf1N2 Φ m/ 2= N2 Φ m ? 式中： Φ m的單位為 Wb。2 ? 注意上述各物理量的正方向可以人為任意規(guī)定的，規(guī)定正方向不同，對應(yīng)電壓平衡式中物理量的符號則不同?？墒紫却_定磁通 Φ的參考正方向，繞組上的電動勢 e1,e2和 eσ1與空載電流 i ０ 正方向取為相同，它們與磁通 Φ的正方向 ? 符合右手螺旋法則． ? 在一次邊規(guī)定空載電流 i０ 與外加電壓 u１的正方向一致，即把一次繞組當作一個用電“負載”。當一次繞組接到交流電源的電壓 u1時，就有空載電流 i0流過，產(chǎn)生空載磁動勢 io N1，由此在磁路中產(chǎn)生交變磁通。如果一次電壓高于二次電壓，稱為降壓變壓器，反之稱為升壓變壓器。 第 五 章 變 壓 器 51概述 單相變壓器主要由鐵心和繞組兩部件組成。 第 五 章 變 壓 器 51概述 但一般用電裝置并不需要如此高的電壓，如大型動力用電為 10 kV或 6 kV；小型動力用電為 380 V/220 V電扇、照明、收音機等用 220 V或 110 V；車床照明用電為 36 V低壓。因為發(fā)電機是旋轉(zhuǎn)電機，電壓不宜過高（大容量發(fā)電機的容量一般為 10. 5 kW20 kW)，而要把大功率的電能從發(fā)電廠輸送到遠距離的用電廠，最好采用高電壓輸電，以減小輸電線路的用線量和功率損耗。因為當輸送的電功率及功率因數(shù)一定時，電壓越高，電路電流越小，在線路電阻一定時，損耗就越小。所以又必須用配電變壓器把電壓降低到用戶所需的電壓。 變壓器鐵心主要是用作磁路，同時亦用來支承繞組。變壓器的繞組是用紗包線或高強度漆包的扁銅或圓銅線繞成。 效果演示 ? 由于鐵心磁導(dǎo)率比空氣大得多，所以磁通絕大部分通過鐵心而閉合，同時匝鏈繞組 N1和 N2的這部分磁通稱主磁通或互感磁通，以 Φ表示。根據(jù)基爾霍夫第二定律，可列出空載一次邊電壓平衡式 ? u1＝ e1e2＋ i0r1 （ 5一 la) ? 式中， r,為一次繞組電阻 。 要深人分析變壓器的工作原理，就要對平衡式 (5一 2)中各項進一步進行分析，下面將對主、漏電動勢及空載電流進行分析。 f1的單位為 Hz。2順時針旋轉(zhuǎn) 900,即垂直向下。 ? 將漏電動勢寫成相量形式 ? 200。 ? （１）磁路不飽和，當不考慮鐵損時：當磁路不飽和并不考慮鐵損影響時，磁路磁化曲線呈線性，即主磁通 Φ與空載電流呈直線關(guān)系， 如圖 5一 5(a)的左圖所示。oμ 是空載電流 =204。１ j 204。該圖可以這樣理解：把實際的一次繞組看成是一個無電阻繞組和電阻 r1串聯(lián)，這個無電阻繞組分別被主磁通 Φ和漏磁通 Φσ１ 所匝鏈，并在其中感應(yīng)兩個電動勢 E1和 Eσ１ ，再把 Eσ１ 當作壓降看待，用漏電抗 x1這個參數(shù)表示。０ a＋ 204。０ Zm=204。0 μ,與 Φm同相； ? (3)作鐵耗電流相量 204。1和 200。1＝一－ 200。１具有電壓降的性質(zhì)。１ ，不會有顯著的誤差。1 ＋ 204。2 (r2＋ jx2）＝ 200。1，相應(yīng)的一次磁動勢為 F`1＝ 204。0 N1,它是建立 Φ m所需的勵磁磁動勢。0 N1 。 第五章 變 壓 器 5４負載時的相量圖和等效電路 ? 5４負載時的相量圖和等效電路 ? 一、變壓器的折合 ? 前面通過變壓器空載運行的情況，引出分析變壓器內(nèi)部電磁關(guān)系的電壓平衡式、等效電路和相量圖。2,r`2,x`2和 Z`2等。２ ＝－ N2?m。 ２ ＝ 200。 ２ =ZL+Z ２ ? 折合后： Z`L+Z` ２ = 200。 ? 折合后： 217。 ２ 。 ? 從以上一、二次邊的功率傳遞關(guān)系，說明折合法并不改變電源向變壓器的功率輸入，也不改變變壓器向負載的功率輸出。1＝ 204。`2Z`2 ? 200。`2r`2