【文章內(nèi)容簡介】 ? 變壓器負(fù)載即二次繞組接上負(fù)載阻抗 ZL，因此有電流 204。2產(chǎn)生，同時 204。2必建立僅匝鏈本身繞組的漏磁通 Φσ2，有漏電勢 200。σ2產(chǎn)生。根據(jù)圖 5一 10規(guī)定正方向，可得出二次邊電壓平衡式為 ? 217。2＝ 200。2一 204。2 (r2＋ jx2）＝ 200。2 ＋ 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。2對外應(yīng)等于二次電流在負(fù)載阻抗 ZL上的電壓降，即 ? 217。 2= 204。2Z2 效果演示 第五章 變 壓 器 53單相變壓器的負(fù)載運行 ? 二、磁動勢平衡式 ? 變壓器負(fù)載運行時二次繞組 204。2, 并建立二次邊磁動勢 F2`＝ 204。2 邊的電流是 204。1，相應(yīng)的一次磁動勢為 F`1＝ 204。1 N1 。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。計算合成勵磁磁勢 ? F`1+F`2＝ F`。 （ 5一 16a) ? 204。1 N1+ 204。2 N2 ＝ 204。0 N1 （ 5一 16b) ? 這里的 F` o = 204。0 N1,它是建立 Φ m所需的勵磁磁動勢。 1. 嚴(yán)格地講，變壓器從空載到負(fù)載狀態(tài)，雖然電源電壓 217。1為定值，但由于一次繞組存在很小漏阻抗，因此當(dāng) 204。0變化到 204。1時，由式（ 5一 14）確定 200。1是有微小的變化，相應(yīng)的主磁通 Φ m和勵磁磁動勢 204。0 N1 也有微小變化。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(fù)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(rèn)為是空載勵磁磁動勢 204。0 N1 。 ? 式 (5一 16a)為變壓器負(fù)載磁動勢平衡式。它可改寫為 205。i Ni =204。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。０ N１ 為主磁場所需的勵磁磁動勢分量；第二個（一204。2N2 )為負(fù)載分量，用以補(bǔ)償二次磁動勢對主磁通中 Φ m的影響，它與 205。2N2大小相等，相位相反。 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時的相量圖和等效電路 ? 5４負(fù)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。這是分析變壓器和交流電機(jī)常用的三種基本方法。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。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。 ? 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。保持二次繞組磁動勢不變，而假想它的匝數(shù)與一次繞組相同的方法為二次邊折合到一次邊，當(dāng)然也可以把一次邊折合到二次邊。折合又稱為歸算、折算等。 ? 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。2,r`2,x`2和 Z`2等。 ? 下面推導(dǎo)各量的折合關(guān)系。 ? 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。2N1=204。2N2=F`2 所以 204。2／ I2=N2/N1=1/K ? 得 204。`2=204。2/K 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時的相量圖和等效電路 ? 電動勢折合關(guān)系： ? 折合前： 200。２ ＝－ N2?m。 ? 折合后： 200。 ` ２ ＝－ N1?m。 ? 比較后得出： 200。` ２ =(N1/N ２ ) 200。 ２ =K 200。 ２ ? 阻抗折合關(guān)系： ? 折合前： 217。 ２ 204。 ２ ＝ 200。 ２ － 204。 ２ Z ２ ? 200。 ２ ＝ 217。 ２ + 204。 ２ Z ２ = 204。 ２ (ZL+Z ２ ) ? 200。 ２ / 204。 ２ =ZL+Z ２ ? 折合后： Z`L+Z` ２ = 200。` ２ / 204。 ` ２ = (K200。 ２ ) / 204。 ２ =K2(ZL+Z ２ ) ? = K2ZL+K2 Z ２ ? 端電壓折合關(guān)系： ? 折合前： 217。 ２ ＝ 200。 ２ 204。 ２ Z ２ 。 ? 折合后： 217。 ` ２ =200。 ` ２ 204。 ` ２ Z ` ２ ? ＝ K200。 ２ (204。 ２ /K)K2Z ２ ? =K(200。 ２ 204。2Z ２ ) ? =K 217。 ２ 。 ? 以上推導(dǎo)了各量的折合關(guān)系，下面再分析一下折合前后變壓器的能量關(guān)系變化情況。 ? 先分析一次邊。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(dāng)然就不改變一次邊的能量關(guān)系。 ? 其次再分析二次邊。 ? 二次邊輸出有功功率 ? U` ２ I ` ２ cosφ ２ =KU ２ (1/K) I２ cosφ ２ =U ２ I ２ cosφ ２ ? 式中： φ ２ 為 217。 ２ 與 205。 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(fù)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。 ? 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(fù)載的功率輸出。折合法僅僅作為一個方法來使用。 ? 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。 第五章 變 壓 器 5４負(fù)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(fù)載時的各個平衡式。 ? 磁動勢平衡式 ? F`1= F`0十（一 F` 2） ? 即 204。1W1＝ 204。0W1＋（一 204。`2 W1） ? 所以 204。1＝ 204。0一 204。`2 ? 電壓平衡式 ? 一次邊 217。1=200。1+ 204。1Z1, ? 二次邊 217。 `2=200。`2 204。`2Z`2 ? 200。1 ＝ 200。`2=＝一 i。 Zm 第五章 變 壓 器 5４負(fù)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(fù)載時變壓器的相量圖，如圖 5一 11所示。 ? 下面根據(jù)折合后的基本平衡式畫相量圖，步驟如下。 ? 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時的相量圖和等效電路 ? 11 ? (1)先根據(jù)變比 K求出U`2和 I`2，然后按比例尺畫出 U`2和 I`2相量，它們之間的夾角是 φ2。 (2)在 217。2相量的端點作相量 204。`2r`2與 相量 204。`2平行，在 204。`2r`2 端點上作相量 j 204。`2r`2從式，且超前相量 204。`2900。 （ 3）作200。1=200。`2=217。`2+204。`2r`2+j204。`2x`2。 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時的相量圖和等效電路 ? 11 ? ? (4)作相量 ?m超前相量 200。`2900。 ? (5）作相量一 200。1：超前 ?m 900 (6)作勵磁電流相量 204。`0,滯后相量一200。1φ0角，其大小 204。0=E1/(r2m+x2m)1/2 。 相位角 φ０ = arctan(xm/rm)。 ? 效果演示 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時的相量圖和等效電路 ? 11 （７）在 204。0端點作相量 204。`2 ，與相量 204。`2大小相等，方向相反． （８）作相量 204。1= 204。0+( 204。`2 ) （９）在相量 200。1 端點作相量 204。1r與相量204。1平行，在相量204。1r1端點作相量 j 204。1x超前相量 204。1 ９