【正文】 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 65 變壓器的運(yùn)行特性 即當(dāng)銅損耗等于鐵損耗（可變損耗等于不變損耗）時，變壓器效率最大： 20m k Npp? ?或 0mkNpp? ?0m a x202( 1 ) 1 0 0 %c o s 2mNpSp???? ? ??為了提高變壓器的運(yùn)行效益，設(shè)計時應(yīng)使變壓器的鐵損耗小些。 效率特性：在功率因數(shù)一定時，變壓器的效率與負(fù)載電流之間的關(guān)系 η=f(β),稱為變壓器的效率特性 。 鐵耗包括基本鐵損耗和附加鐵耗。 5%。1 2 1 1 1 1221 1 1 1 11 0 0 % c o s s inN k N k NN N N N NU U I r I I x IUU I U I U?????? ? ? ? ?????電壓變化率的表達(dá)式為 ** 22( c os sin ) 10 0%kkrx? ? ?? ? ?由表達(dá)式可知，電壓變化率的大小與負(fù)載大小、性質(zhì)及變壓器的本身參數(shù)有關(guān)。 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 56 變壓器的運(yùn)行特性 變壓器的原、副邊繞組都具有漏阻抗，負(fù)載電流流過漏阻抗， 在變壓器內(nèi)部就引起電壓降落。 即用標(biāo)么值計算時不需要折算。C ＋ xk2 = Ω rk = Pk / 3 Ik2 = ? = Ω 10 900 / 3 變壓器的空載實驗和短路實驗 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 49 變壓器的空載實驗和短路實驗 短路電壓常用百分值表示。 6. 注意 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 45 三相變壓器的空載實驗和短路試驗的接線圖 W1 W2 ＋ U1N － V W A A A 三相變壓器的空載實驗 W W1 W2 ＋ US － V W A A A 三相變壓器的短路實驗 W I1N 變壓器的空載實驗和短路實驗 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 46 求折算至高壓側(cè)的 |Zm|、 rm、 xm 和 |Zk| 、 rk、 xk。 1?2 12II???2U?? 1kIr1U1 kjI x變壓器的等效電路、電勢平衡方程式和相量圖這三種分析方法，雖然形式不同，但實質(zhì)是一致的。 U1 ?2 I1 r1I1 jx1σI1 ?1 電阻性負(fù)載 U239。 I0 － I239。 = 2 A = A U2 = |ZL| I2 = V 變壓器的等效電路和相量圖 可以看出，由簡化等效電路計算的結(jié)果有誤差但是比較小，電力變壓器常用簡化電路計算。 = E239。 解： (1) 用 T 型等效電路 k = U1N U2N = = 2 380 190 Z239。 I0 rm jxm 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 33 3. 簡化等效電路 ZL39。2 I239。 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 31 1. T 型等效電路 變壓器的等效電路和相量圖 二、等效電路 根據(jù)折算后的方程式，可以作出變壓器的等效電路。 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 26 43 變壓器的等效電路及相量圖 由原、副邊電勢平衡方程式可得下圖 ZL ＋ U1 － I1 r1 jx1σ － E1 ＋ － E2 ＋ jx2σ r2 I2 － U2 ＋ E1 的處理問題 E1 =－ ZmI0 原副邊電勢大小不同，要將兩邊畫在一起需要對參數(shù)折算。 ?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 。 （ 2）等效正弦波電流的有效值等于實際電流的有效值。 當(dāng)磁路不飽和時， im和 Φ成正比，若磁通按正弦規(guī)律變化， im也按正弦規(guī)律變化； 當(dāng)磁路開始飽和時， im和 Φ的關(guān)系成了非線性的，im的增加比 Φ的增加來得快（由磁化曲線知）； 當(dāng) u1為正弦波時，和他平衡的電勢 e1以及產(chǎn)生該電勢的磁通 Φ也應(yīng)是正弦波，所以磁化電流的波形變成尖頂波，見下圖。 應(yīng)當(dāng)著重指出， 原繞組的匝數(shù)并不是可以任意選定的， 它必須符合如下式 : 11 4 .4 4mUWfB S?式中， U1為電源電壓 (V)。 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 10 變壓器的空載運(yùn)行 2. 電勢平衡方程式 根據(jù)規(guī)定的各物理量的正方向，可以列出變壓器空載時的電勢平衡方程式。 漏磁通： 特點(diǎn)：磁路為線性，不能傳遞能量，只起到電壓降的作用。 、相量圖和標(biāo)么值的概念。 一、空載運(yùn)行時的物理情況 空載時，原繞組接到電源電壓 u1后將流過空載電流i0，電流產(chǎn)生相應(yīng)的空載磁勢 F0=i0W1，在 F0的作用下鐵心內(nèi)將建立磁通。 3. 在電磁感應(yīng)中，若磁通的正方向和由它感應(yīng)的電勢的正方向符合右手螺旋關(guān)系，這時電磁感應(yīng)定律的表達(dá)式是 把 3條規(guī)定結(jié)合起來便得：在電流產(chǎn)生磁通，磁通感應(yīng)電勢的情況下，電勢的正方向與電流正方向取的一致。 2 0 2UE?U1≈ 通過分析計算和實測，得出變壓器的漏阻抗壓降很小，所以在定性分析時， 即使在額定狀態(tài)下運(yùn)行， 也是 U1≈E1, 故 上式說明， 在電源頻率一定時， 鐵心中主磁通的幅值主要由電源電壓有效值決定，近似成正比關(guān)系 。 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 14 變壓器的空載運(yùn)行 四、變壓器的空載電流 1. 大小：與電源電壓和頻率、線圈匝數(shù)、磁路材質(zhì)及幾何尺寸有關(guān)，用空載電流百分?jǐn)?shù) I0%來表示： %100%N00 ?? III通常在電力變壓器中，由于 imiFe，故可近似的用i0=im來分析空載電流。 2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 17 變壓器的空載運(yùn)行 在變壓器中為了建立正弦波的主磁通，由于導(dǎo)磁材料磁化曲線的非線性關(guān)系，空載電流中必須包含三次諧波分量。由于 i0很小，銅耗可略去不計，則 Fepp ?02022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 19 變壓器的空載運(yùn)行 五、空載運(yùn)行時的相量圖及等效電路 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1( ) ( ) j ( )U I r E E I r I x E??? ? ? ? ? ? ? ? ?0 1 1 1 0 1 1( j ) ( ) ( )I r x E I Z E?? ? ? ? ? ? ?220 EU ?? ?1 0 0 ( j )m m mE I Z I r x? ? ? ?其中， Z1— 原繞組的漏阻抗 Zm— 變壓器的勵磁阻抗 xm— 變壓器的勵磁電抗 rm— 變壓器的勵磁電阻 令 1. 變壓器的相量圖：由電勢方程式 m?FeImI0I1E?1E2E01jI x?10rI1U2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 20 變壓器的空載運(yùn)行 1 0 1 1 0 1 0() mU I Z E I Z I Z? ? ? ? ?10mEZI? 20FemprI?22m m mx Z r??mrmjx1jx?1r變壓器原邊的電勢方程式為 : 空載運(yùn)行時的等效電路如圖所示。 變壓器的負(fù)載情況 1e1i?1uLZ1e?2i2e2e?2u1??2??2022年 2月 11日星期五 山東理工大學(xué)電工電子教研室 weipeiyu制作 23 變壓器的負(fù)載運(yùn)行 一、負(fù)載運(yùn)行時的電磁關(guān)系 二、變壓器負(fù)載運(yùn)行時的基本方程式 1. 磁勢平衡方程式 空載時 ,由原邊磁動勢 產(chǎn)生主磁通 0?0F負(fù)載時，產(chǎn)生勵磁磁通的磁動勢為原、副邊的合成磁動勢 ；