【正文】 和求解條件的不同，畫圖的步驟也不同。因而實際上 rm和 xm均不是常數(shù)。900， 9擴，相當于通過一個純電納（勵磁電納 )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，如圖５－５（ c）右圖所示．此時 i0為一畸變的尖頂波，且超前 Φ為 α 角．將 i0分解為兩個部分，一部分為主磁通 Φ同相位，稱無功分量或磁化電流 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的性質也是有功分量，因此當考慮渦流流損耗時，鐵耗電流 i0a=I’i0+i”和即為空載勵磁電流 ,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)因為當變壓器空載時， 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，瞬時值為 : ? i。e1+205。而不匝鏈二次繞組，故稱一次漏磁通，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備。前者為主，因為容量大，效率高、成本低。 ? 以結構分： 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的 Л形、條形和 E形，它們均交錯相疊，使其相鄰兩片間的接縫錯開，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），故稱鐵殼式，見圖 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過空氣閉合，它只匝鏈一次繞組 N1，并感應漏電動勢 eσ1。1200。電源電壓加在 ? 純電感的一次繞組上，故產生純感性的空載電流i。1和 200。各物理量瞬時波形圖見圖 5一 4(a)。1 = j204。可用上面相同的方法，得到 Φ＝ f(ωt) 按正弦規(guī)律變化的曲線，如圖５－５（ b）右圖所示．從曲線可以看出， i0的變化曲線是個尖頂波，但仍與 Φ同相位，它們均滯后電源電壓 u1900．對這個尖頂波在工程上經常采用等效正弦波 i01來代替它，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變壓器的空載運行 ? （３）磁路飽和，考慮鐵損時：交變磁場引起的鐵損耗包括磁滯和渦流兩部分．當磁路飽和并考慮磁滯時，磁化曲線變成磁滯回線，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，空載時一次邊的電壓平衡式可由（ 5一 2)改寫而成 ? 217。１ + 204。 在式（ 5一 11)中，無功電流 ioμ滯后于 一200。 xm二表示鐵心磁化性能的一個集中參數(shù)，也可以說表征主磁通對電路的電磁效應，叫勵磁電抗，它與鐵心勵磁線圈匝數(shù)的 ? 平方及主磁路的磁導 Λ m成正比，即 ? xm=ωLm=ωN21∧ m 第 五 章 變 壓 器 52變壓器的空載運行 ? 由于鐵磁材料磁化曲線是非線性的，即磁導系數(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。0x1兩相量是放大畫的，實際 ? 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 200。2對外應等于二次電流在負載阻抗 ZL上的電壓降，即 ? 217。計算合成勵磁磁勢 ? 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勢 F2不變，因此對一次的影響不變，當然就不改變一次邊的能量關系。 第五章 變 壓 器 5４負載時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列出負載時的各個平衡式。1=200。 Zm 第五章 變 壓 器 5４負載時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），要求畫出感性負載時變壓器的相量圖，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負載時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負載時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，在感性負載時 217。如圖 512（ b)所示 ? 512b 當二次邊采用折合值后， N`2=N1，200。`2204。 ? １５ 第五章 變 壓 器 5４負載時的相量圖和等效電路 ? １６ ? 在初步近似計算時，考慮到 204。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實驗 ? １８ ? 一、空載實驗 ? 通過變壓器空載實驗，可以求出變壓器變比 K及勵磁阻抗 Zm(rm,xm）。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實驗 ? 19 ? 二、短路實驗 ? 通過變壓器短路實驗，可以求出變壓器短路阻抗 Zk，進而算出rk,x1， x`2． ? 實驗線路圖如圖 5一 19所示，二次邊用導線短接起來，一次邊接至調壓器．實驗開始時，把 U1調到零，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） ? 后面的阿拉伯數(shù)字表示額定容量的伏安數(shù)。若是容性負載時， ? 外特性曲線一般則是上升的。在 AX兩端接電源電壓 U 1, NAX為一次繞組，匝數(shù)為 N1，在繞組上抽出一個接頭 a，以 x為公共點，在 a,x之間測得電壓 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，稱為變比 K。在電力系統(tǒng)中使用 ；使用 1級的電壓互感器用于測量功率和電壓；至于 3級的電壓互感器，一般只用在保護線路中，供電給電器或操作機構的電壓線圈． ? 電壓互感器使用時應注意一、二次繞組兩側都應接熔斷器，防止短路故障時電流過大的危險。在一、二邊級繞組匝數(shù)不同的情況下，通過電磁感應關系，一、二次繞組可以得到不同的電壓；通過磁動勢平衡關系，二次繞組負載時，一次繞組就出現(xiàn)相應的“負載分量”，于是一種交流電能就能轉換為另一種交流電能． ? 分析變壓器的基本方法是： ? (1)根據(jù)變壓器內部磁場的實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：主磁通在鐵心內閉合，在繞組內感應主電動勢 E１和 E２，起傳遞電磁功率的橋梁作用； ? 漏磁通過空氣閉合，只產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和相量圖上相量的方向也不同。 ? 解：副邊線圈的電流： ? Ι 2=U2/R2=220/=100A ? 因為： Ι 1 /Ι 2=U2/U1 ? 所以： Ι 2=U2/U1 Ι 2=220 100/6000 = ? 例 有一變壓器的原線圈的繞組匝數(shù)是4500匝，副線圈的繞組匝數(shù)是 600匝，副線圈的負荷電流是 30A，求原線圈的電流？ ? 解：已知： ? 因為： 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： ? ? ? ?