【正文】 0. 08 mm的冷鋼片。鐵心式變壓器的低壓繞組在內(nèi)（其電壓較低，容易與鐵心絕緣）高壓繞組在外，見圖 5一 1(a)。另外，由于主電動勢 e1和 e2由同一交變磁通 Φ(其頻率由電源決定）感應(yīng)出來的，因此 e1,e2 ,u1和 u20的頻率均與 Φ的頻率相同。1= 200。設(shè)外加電源電壓按余弦規(guī)律變化，其瞬時值為 ? u1= 2U1cosωt （ 5一 3) ? 式中： U1為電源電壓有效值， ω = 2πf1為電源的角頻率 ,f1為電源的頻率。另一方面，在 U1一定時，若 f1或 N1，變化，則主磁通也將與其成反比變化． (2)由式 (5一 6)可知 200。1 ，相差 1800，即垂直向上。0x1 (5一 10) ? 則， 200。從圖中曲線可看出，當(dāng) Φ為時間的正弦函數(shù)變化時， Φ也為時間的正弦函數(shù)，并與 Φ同相位 效果演示 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? ５ b ? （２）磁路飽和，當(dāng)不考慮鐵損時：當(dāng)磁路飽和并不考慮鐵損影響時，磁路磁化曲線呈非線性，即主磁通 Φ與空載電流 i0不呈直線關(guān)系， 如圖 5一 5(b)的左圖所示。０ ≈ 204。０ r1 ? ＝－ 200。 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? ７ 再根據(jù)式 (5一 11)可將勵磁回路的等效電 用一個等效的并聯(lián)電路表示，見圖 5一7(a)。其中 I20表示鐵損耗．由于變壓器中實際上不存在rm這個電阻，而是 ? 人為地把它看作與鐵損耗等值的量，所以稱它為勵磁（等效）電阻。１ ＋ 204。0 μ 900； (4)作電流相量 204。 (7)作電阻壓降相量 204。or1 ＋ j204。or1和 j204。要列出負(fù)載運(yùn)行時一、二次邊的基本平衡式、等效電路和相量圖，進(jìn)而分析變壓器的特性和性能． ? 一、電壓平衡式 ? 與變壓器的負(fù)載運(yùn)行與空載運(yùn)行相比，一次邊只是電流由 204。2產(chǎn)生，同時 204。 2Z2 ( 5一 15) ? 式中， Z2 = r2＋ jx2，為二次繞組的漏阻抗． ? 二次端電壓 217。由于一、二次磁動勢都作用于主磁路上，因此它們共同 ? 激勵而建立主磁通 Φ m。1為定值，但由于一次繞組存在很小漏阻抗，因此當(dāng) 204。它可改寫為 205。但是由于一、二次邊繞組的匝數(shù)互不相等，一、二次邊繞組之間只有電磁的聯(lián)系而無電的直接聯(lián)系，所以對負(fù)載運(yùn)行進(jìn)行計算或在同一比例尺下把一、二次邊這些量畫在同一相量圖上來進(jìn)行分析是比較困難的。 ? 電流折合關(guān)系： 根據(jù)折合前后二次磁動勢 F2不變這一原則，有 ? 204。 ` ２ ＝－ N1?m。 ２ Z ２ ? 200。 ` ２ = (K200。 ` ２ 204。 ? 先分析一次邊。 ? 有了上述折合值的概念后，進(jìn)行基本平衡式、相量圖和等效電路分析時都要用折合值，若要知道實際值時只需將折合值用公式折合回去即可。`2 ? 電壓平衡式 ? 一次邊 217。`2=＝一 i。`2r`2 端點上作相量 j 204。`2x`2。 相位角 φ０ = arctan(xm/rm)。1 端點作相量 204。1r1+ j 204。一個理想電阻：產(chǎn)生電阻壓降。 ? 13 同時還清楚地表明了能量傳遞的過程 :U1,I1, cosφ1為輸入功率 P1，用 P1減去一次繞組的銅損耗 pcu1=I21r1 和鐵損耗 P Fe =I20rm后，剩下的 E`2I`2 cos φ 2 = E2 I2 cos φ 2是一次邊通過電磁感應(yīng)傳給二次邊的電磁功率 Pem，它是變壓器中一、二次邊能量轉(zhuǎn)換的一個樞紐，具有重要意義，電磁功率 Pem減去二次邊繞組的銅損耗 pcu2=I`22r`2,它為輸出功率 P2＝217。1將不會引起多大的誤差，但分析時則方便得多。為了很好地了解變壓器的各參數(shù)的關(guān)系，熟悉變壓器的特性，下面做兩個實驗，即空載及短路實驗。另外，因為 Io 較小，為了測量準(zhǔn)確，應(yīng)將電流表放在靠近被測繞組端。 第五章 變 壓 器 56變壓器的額定數(shù)據(jù)和特性 ? 56變壓器的額定數(shù)據(jù)和特性 ? 一、主要額定數(shù)據(jù) ? 使用變壓器時，首先要弄清并嚴(yán)格遵守銘牌數(shù)據(jù)，否則可能損壞設(shè)備，造成損失。如果是感性負(fù)載，則外特性一般是下降的，如圖 520所示，在相量圖中已經(jīng)分析過。 ? 如圖中所示。 ? ，作為非常精密的測量 。 第五章 變 壓 器 小 結(jié) ? 變壓器是一種能量傳遞的設(shè)備，其工作原理主要建立在電磁感應(yīng)和磁動勢平衡這兩個關(guān)系的基礎(chǔ)上。無論列基本平衡式、畫相量圖和等效電路，都首先必須規(guī)定各相量的參考正方向。 ? 解： A=150 Bm=12022 F=50 ? E= 108 ? Φm=BmA ? 所以： E= 108 ? =4V 6000=N1 4 所以： N1=6000/4=1500 ? 又： 220=N2 4 ? N2=220/4=55 ? 另一種計算方法： ? E= 108 ? 6000= 50 N1 12022 150 ? 108 ? N1= 6000 108 / 50 12022 150 ? =1500匝 根據(jù)： U1/U2=N1/N2 N2=N1 U2/U1=1500 220/6000 =55匝 例 變壓器的原邊線圈電壓為6000V,副邊線圈電壓為 220V, 其負(fù)載電阻為 ，求原邊線圈的電流。由于上述三種方法是分析交流電磁元件的基本方法，所以必須熟練地掌握它們。然后把電磁場問題簡化成路的問題，引人勵磁電抗和漏電抗兩類參數(shù)，可簡單表示如下： ? 磁動勢 磁通 電動勢 電抗 ? I1N1 Φσ1 Eσ1 x1 ? I0N1 Φm E1 ? I2N2 E2 xm ? Φσ1 Eσ2 x2 第五章 變 壓 器 小 結(jié) (2)利用電磁感應(yīng)定律、安培環(huán)路定理和基爾霍夫定律，把變壓器內(nèi)部電動勢和電壓，一、二次繞組磁動勢之間的關(guān)系表達(dá)成電壓平衡式和磁動勢平衡式。二次繞組、鐵心和外殼都應(yīng)接地，這樣，在一次繞組的絕緣損壞時，二次繞組側(cè)對匝的電壓就不致升高，以保證安全。即 ? U1/ N2=N1/N2=Ka U2= (N2 /N1) U1= U1/Ka 在實驗室里常見的自藕變壓器其二次邊電壓可以在很大范圍內(nèi)改變，因為 a點是一滑動端． ? 自藕變壓器由于一、二次繞組間有電的聯(lián)系，因此，在使用過程中必須注意一次高壓可直接傳入二次，以至危及人身安全。 第五章 變 壓 器 56變壓器的額定數(shù)據(jù)和特性實驗 ? 三、電壓調(diào)整率 ? 電壓調(diào)整率 Δ U,它等于從空載到額定負(fù)載時，二次邊電壓變化的數(shù)值和空載時二次邊電壓值之比再乘以百分?jǐn)?shù)，即 ? △ U=(U20U2)/U20 X 100％ ? 一般變壓器△ U在 2％ 5％之間，電壓調(diào)整率的意義是反映輸出電壓降落的程度。 ? 例如： SBY一 750表示三相變壓器，額定容量為750 VA。 這種情況二次邊短路，二次繞組中有電流。圖 5一 18是變壓器空載實驗線路圖。０ 在 204。`2 cos φ 2 ，見圖 5一 14。`2=200。１一般大于 217。1平行，在相量204。0端點作相量 204。`2900。`2900。 ? 下面根據(jù)折合后的基本平衡式畫相量圖，步驟如下。1+ 204。 ? 磁動勢平衡式 ? F`1= F`0十（一 F` 2） ? 即 204。 ? 其次再分析二次邊。 ２ (204。 ２ =K2(ZL+Z ２ ) ? = K2ZL+K2 Z ２ ? 端電壓折合關(guān)系： ? 折合前： 217。 ２ + 204。` ２ =(N1/N ２ ) 200。2N2=F`2 所以 204。 ? 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時的相量圖和等效電路 ? 保持繞組磁動勢不變而假想改變它的匝數(shù)和電流的方法叫折合法。o N１ ＋（一 I2N2），這說明一次磁動勢 I１ N１ ,可分為兩個分量：第一個 204。1時，由式（ 5一 14）確定 200。 （ 5一 16a) ? 204。 2= 204。σ2產(chǎn)生。1,，其它量與空載相比沒有變化，所以一次邊電壓平衡式為 ? 217。o不到額定電流的十分之一，它所產(chǎn)生的壓降對 ? 200。１ 與 204。0同相； (8)作電抗壓降相量 j204。0 μ ＋ 204。 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? 9 ? 四、相量圖 ? 相量圖的畫法視已知條件