【正文】 和求解條件的不同，畫(huà)圖的步驟也不同。因而實(shí)際上 rm和 xm均不是常數(shù)。900， 9擴(kuò)，相當(dāng)于通過(guò)一個(gè)純電納（勵(lì)磁電納 )jbm的電流，用于建立主磁通。０ (jx1+r1) ? ＝－ 200。１＝－ 200。用前面的方法，可作出空載電流 i0＝ f(ωt) 按正弦規(guī)律變化的曲線(xiàn)，如圖５－５（ c）右圖所示．此時(shí) i0為一畸變的尖頂波，且超前 Φ為 α 角．將 i0分解為兩個(gè)部分，一部分為主磁通 Φ同相位，稱(chēng)無(wú)功分量或磁化電流 ioμ,（其作用與第（１）（２）種情況相同），另一部分電流為超前主磁通 Φ９０它們均滯后電源電壓 900電角，成為有功分量或鐵耗電流I’0a． ? 渦流損耗電六流 I”0a的性質(zhì)也是有功分量，因此當(dāng)考慮渦流流損耗時(shí)，鐵耗電流 i0a=I’i0+i”和即為空載勵(lì)磁電流 ,若用等效正弦波，則可用向量表示： ? 204。0x1為漏抗壓降。 ? 4 效果演示 ? (3)因?yàn)楫?dāng)變壓器空載時(shí)， U1=E1 , U2o=E2，再由式 (5一 7)可得 K＝ E1/E2=N1/N2=U1/U20 （ 5一 9） 式中 K稱(chēng)為變壓器的“變比”或“匝數(shù)比”，它是變壓器的重要參數(shù)。2滯后 Φ m 900，并與 U1相位相反。其相位滯后 u1900，瞬時(shí)值為 : ? i。e1+205。而不匝鏈二次繞組，故稱(chēng)一次漏磁通，以 Φ σ1表示，它不起能量傳遞作用。鐵殼式一般用于小功率變壓器。 卷環(huán)式硅鋼帶在順著碾壓方向上有著較高的導(dǎo)磁率和較低的比損耗，因此目前很多變壓器都采用卷環(huán)式，如圖5一 2所示。 ? 以冷卻方式分： 有空氣冷卻的干式變壓器、油冷式和油浸式，航空上多用干式；地面大容量變壓器采用油浸式。為了降低供電線(xiàn)路電能的損失，粗常采用高壓輸電。第 五 章 變 壓 器 51概述 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備。前者為主，因?yàn)槿萘看?，效率高、成本低? ? 以結(jié)構(gòu)分： 有鐵心式、鐵殼式和卷環(huán)式三種，航空上多用卷環(huán)式。 硅鋼片形狀有兩邊不等長(zhǎng)的 Л形、條形和 E形，它們均交錯(cuò)相疊，使其相鄰兩片間的接縫錯(cuò)開(kāi)，這可減少鋼片接縫處的磁阻，如圖 5一 1所示。 鐵殼式變壓器的高、低壓繞組交替放置，一起繞在中間鐵心柱上（鐵心包圍繞組），故稱(chēng)鐵殼式，見(jiàn)圖 5一 1(b)。 ? 可以看出，能量傳遞是以主磁通 Φ作為媒介的；另有很少一部分磁通經(jīng)過(guò)空氣閉合，它只匝鏈一次繞組 N1，并感應(yīng)漏電動(dòng)勢(shì) eσ1。1200。電源電壓加在 ? 純電感的一次繞組上，故產(chǎn)生純感性的空載電流i。1和 200。各物理量瞬時(shí)波形圖見(jiàn)圖 5一 4(a)。1 = j204?？捎蒙厦嫦嗤姆椒?，得到 Φ＝ f(ωt) 按正弦規(guī)律變化的曲線(xiàn)，如圖５－５（ b）右圖所示．從曲線(xiàn)可以看出， i0的變化曲線(xiàn)是個(gè)尖頂波，但仍與 Φ同相位，它們均滯后電源電壓 u1900．對(duì)這個(gè)尖頂波在工程上經(jīng)常采用等效正弦波 i01來(lái)代替它，等效正弦波的有效值等于原波有效值，而頻率等于原波基波 的頻率，其平均功率等于原基波的平均功率． 效果演示 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? （３）磁路飽和，考慮鐵損時(shí)：交變磁場(chǎng)引起的鐵損耗包括磁滯和渦流兩部分．當(dāng)磁路飽和并考慮磁滯時(shí)，磁化曲線(xiàn)變成磁滯回線(xiàn)，如圖5一 5(c)的左圖所示。oμ ． 效果演示 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? ６ ? 三、空載電壓平衡式和等效電路 ? 根據(jù)以上分析，空載時(shí)一次邊的電壓平衡式可由（ 5一 2)改寫(xiě)而成 ? 217。１ + 204。 在式（ 5一 11)中，無(wú)功電流 ioμ滯后于 一200。 xm二表示鐵心磁化性能的一個(gè)集中參數(shù)，也可以說(shuō)表征主磁通對(duì)電路的電磁效應(yīng)，叫勵(lì)磁電抗，它與鐵心勵(lì)磁線(xiàn)圈匝數(shù)的 ? 平方及主磁路的磁導(dǎo) Λ m成正比，即 ? xm=ωLm=ωN21∧ m 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運(yùn)行 ? 由于鐵磁材料磁化曲線(xiàn)是非線(xiàn)性的，即磁導(dǎo)系數(shù)隨鐵心飽和程度的提高而降低，故 xm將隨飽和程度的提高而減小。o（ r1 ＋ jxm） ? (513) ? 根據(jù)上式可以得出變壓器在空載時(shí)一次邊的等效電路，如圖 ? 5一 8所示。0＝ 204。0r1, 與相量 204。0x1 ? － 200。0x1兩相量是放大畫(huà)的，實(shí)際 ? 上空載電流 204。0變?yōu)?204。2必建立僅匝鏈本身繞組的漏磁通 Φσ2，有漏電勢(shì) 200。2對(duì)外應(yīng)等于二次電流在負(fù)載阻抗 ZL上的電壓降，即 ? 217。計(jì)算合成勵(lì)磁磁勢(shì) ? F`1+F`2＝ F`。0變化到 204。i Ni =204。因此，為了使一、二次邊的電路合并在一起，通常采用“折合”的方法。2N1=204。 ? 比較后得出： 200。 ２ ＝ 217。 ２ ) / 204。 ` ２ Z ` ２ ? ＝ K200。折合法的依據(jù)是折合前后二次邊磁動(dòng)勢(shì) F2不變，因此對(duì)一次的影響不變，當(dāng)然就不改變一次邊的能量關(guān)系。 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 二、折合后的基本平衡式、相量圖和等效電路 ? 1．基本平衡式 ? 首先利用上述求得的折合值來(lái)列出負(fù)載時(shí)的各個(gè)平衡式。1=200。 Zm 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 11 ? ? 如果已知 U２，I2conφ2及變壓器的參數(shù)(r1,x1,r`2,x`2,rm`和xm），要求畫(huà)出感性負(fù)載時(shí)變壓器的相量圖，如圖 5一 11所示。`2r`2從式，且超前相量 204。 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 11 ? ? (4)作相量 ?m超前相量 200。 ? 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? 11 （７）在 204。1r與相量204。1x 從相量圖上可以看出，在感性負(fù)載時(shí) 217。如圖 512（ b)所示 ? 512b 當(dāng)二次邊采用折合值后， N`2=N1，200。`2204。 ? １５ 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? １６ ? 在初步近似計(jì)算時(shí)，考慮到 204。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實(shí)驗(yàn) ? １８ ? 一、空載實(shí)驗(yàn) ? 通過(guò)變壓器空載實(shí)驗(yàn)，可以求出變壓器變比 K及勵(lì)磁阻抗 Zm(rm,xm）。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實(shí)驗(yàn) ? 19 ? 二、短路實(shí)驗(yàn) ? 通過(guò)變壓器短路實(shí)驗(yàn)，可以求出變壓器短路阻抗 Zk，進(jìn)而算出rk,x1， x`2． ? 實(shí)驗(yàn)線(xiàn)路圖如圖 5一 19所示，二次邊用導(dǎo)線(xiàn)短接起來(lái)，一次邊接至調(diào)壓器．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，把 U1調(diào)到零，然后慢慢增加到一次邊電流為額定值 I1N為止，將一次邊電壓固定用Uk表示，短路時(shí)輸入功率用 PK表示。 ? ? 單相變壓器 DBY(單、變、壓） ? 三相變壓器 SBY（三、變、壓） ? 自藕變壓器 ZBY(自、變、壓） ? 后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示額定容量的伏安數(shù)。若是容性負(fù)載時(shí)， ? 外特性曲線(xiàn)一般則是上升的。在 AX兩端接電源電壓 U 1, NAX為一次繞組，匝數(shù)為 N1，在繞組上抽出一個(gè)接頭 a，以 x為公共點(diǎn)，在 a,x之間測(cè)得電壓 U2． Nax為二次邊繞組，匝數(shù) N2,是一次繞組 Nl的一部分，由于一、二次級(jí)繞組自己藕合在一起，所以叫自藕變壓器． 第五章 變 壓 器 57幾種特殊變壓器 ? 21 ? 由于電源電壓 U1均勻地降落在一次繞組各匝上，所以． 一、二次邊電壓比就等于其匝數(shù)之比，稱(chēng)為變比 K。在電力系統(tǒng)中使用 ；使用 1級(jí)的電壓互感器用于測(cè)量功率和電壓；至于 3級(jí)的電壓互感器，一般只用在保護(hù)線(xiàn)路中，供電給電器或操作機(jī)構(gòu)的電壓線(xiàn)圈． ? 電壓互感器使用時(shí)應(yīng)注意一、二次繞組兩側(cè)都應(yīng)接熔斷器，防止短路故障時(shí)電流過(guò)大的危險(xiǎn)。在一、二邊級(jí)繞組匝數(shù)不同的情況下，通過(guò)電磁感應(yīng)關(guān)系，一、二次繞組可以得到不同的電壓；通過(guò)磁動(dòng)勢(shì)平衡關(guān)系，二次繞組負(fù)載時(shí)，一次繞組就出現(xiàn)相應(yīng)的“負(fù)載分量”，于是一種交流電能就能轉(zhuǎn)換為另一種交流電能． ? 分析變壓器的基本方法是： ? (1)根據(jù)變壓器內(nèi)部磁場(chǎng)的實(shí)際分布情況和所起的不同作用，把磁通分成主磁通和漏磁通兩種：主磁通在鐵心內(nèi)閉合，在繞組內(nèi)感應(yīng)主電動(dòng)勢(shì) E１和 E２，起傳遞電磁功率的橋梁作用； ? 漏磁通過(guò)空氣閉合，只產(chǎn)生電抗壓降而不起能量的傳遞作用。參考正方向規(guī)定不同，平衡式中各物理量的符號(hào)和相量圖上相量的方向也不同。 ? 解：副邊線(xiàn)圈的電流： ? Ι 2=U2/R2=220/=100A ? 因?yàn)椋? Ι 1 /Ι 2=U2/U1 ? 所以： Ι 2=U2/U1 Ι 2=220 100/6000 = ? 例 有一變壓器的原線(xiàn)圈的繞組匝數(shù)是4500匝，副線(xiàn)圈的繞組匝數(shù)是 600匝，副線(xiàn)圈的負(fù)荷電流是 30A，求原線(xiàn)圈的電流？ ? 解：已知： ? 因?yàn)椋?Ι 1 /Ι 2N2/N1 ? 所以： Ι 1 =/N2/N1 Ι 2=600/4500 30 ? =4A ? 例 有一單相變壓器，額定容量為6000KVA， F=50HZ額定電壓為 3 1320匝，求： ? ? ? ?