直流電機(jī)及單相電機(jī)(編輯修改稿)
2025-05-27 02:53 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 2Fe0ΔIPR ?2Fe0 IQX ?式中： ?PFe為鐵損， QFe為鐵心儲放能量的無功功率。 IUIUXRZ ????? 20200故有： ? ?? + – – + – + e e? u 阻 其中：電阻 R0是和鐵心能量損耗 (鐵損 )相應(yīng)的等效電阻，感抗 X0是和鐵心能量儲放相應(yīng)的等效感抗。其參數(shù)為： 等效電路 例 1: 有一交流鐵心線圈，電源電壓 U= 220 V電路中電流 I=4 A，功率表讀數(shù) P=100W，頻率 f=50Hz，漏磁通和線圈電阻上的電壓降可忽略不計(jì)，試求 :(1)鐵心線圈的功率因數(shù)；（ 2）鐵心線圈的等效電阻和感抗。 1 1 4042 2 01 0 0c o s .UIP ?????解 : (1) (2) 鐵心線圈的等效阻抗模為 Ω 5542 2 0 ???? IUZ等效電阻為 0Ω ??????? 25641 0 0220等效感抗為 0σΩ X..RXXX??????????? 6 5425655Z 22220 例 2: 要繞制一個(gè)鐵心線圈，已知電源電壓 U= 220 V，頻率 f=50Hz ，今量得鐵心截面為 cm2,鐵心由硅鋼片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為 (一般取 ~)。（ 1）如取 Bm=，問線圈匝數(shù)應(yīng)為多少 ? (2)如磁路平均長度為 60cm,問勵磁電流應(yīng)多大 ? 2cm 527910230 ...S ???鐵心的有效面積為 (1)線圈匝數(shù)為 (2)查磁化曲線圖， Bｍ = ,Ｈ ｍ =700 Ａ／ｍ，則 300105272150444 220444 4m??????? ?...SfB. UN A13002106070022m ?????? ?NlHI解 : 變壓器的原理和應(yīng)用 一、概述 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。 變電壓： 電力系統(tǒng) 變阻抗： 電子線路中的阻抗匹配 變電流： 電流互感器 變壓器的主要 功能有 ： 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率 P =UI cos? 及負(fù)載功率因數(shù) cos? 一定時(shí)： 電能損耗小 節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)） 變壓器空載運(yùn)行 U ? I ?P = I178。 Rl I ? S 電力工業(yè)中常采用高壓輸電低壓配電，實(shí)現(xiàn)節(jié)能并保證用電安全。具體如下： 發(fā)電廠 輸電線 220kV 升壓 儀器 36V 降壓 … 實(shí)驗(yàn)室 380 / 220V 降壓 變電站 10kV 降壓 降壓 變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器的磁路 繞組： 一次繞組 二次繞組 1u 2uLZ1i2iΦ單相變壓器 + – + – 由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成 厚 或 鐵心 變壓器的電路 一次 繞組 N1 二次 繞組 N2 鐵心 變壓器的結(jié)構(gòu) 變壓器的分類 電壓互感器 電流互感器 按用途分 電力變壓器 (輸配電用 ) 儀用變壓器 整流變壓器 按相數(shù)分 三相變壓器 單相變壓器 按制造方式 殼式 心式 變壓器符號 二、變壓器的工作原理 1u 2uLZ1i2iΦ單相變壓器 + – + – 一次 繞組 N1 二次 繞組 N2 鐵心 一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。 (1) 空載運(yùn)行情況 1. 電磁關(guān)系 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。 0i02 ?i1u+ – 20u+ – 2e+ – 1σe+ – 1e + – ??1 1N 2N? 1u dd11 tΦNe ??i0 ( i0N1) ? ??1 dd 011 tiLe σσ ??tΦNedd 22 ??空載時(shí)，鐵心中主磁通 ?是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。 (2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況 1. 電磁關(guān)系 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè) 接負(fù)載 。 1u+ – 1σe+ – 1e + – ??1 1N 2N? 1u dd11 tΦNe ??? ??1 dd 111 tiLe σσ ??tΦNedd 22 ??i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有載時(shí)，鐵心中主磁通 ?是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? dd 2tiLe σ2σ2 ??2. 電壓變換 （設(shè)加正弦交流電壓） t)s i n(tNtN m111 ??? d ddde ????tN ??? c o sm1??)90t(s i nm1 ??? ?E1m1 NfE ??222111mm fNEE ??? ?有效值 : 同 理： )90t(s i nm22 ??? ?Ee2m2 NfE ??主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則 t,??? s i nm?(1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動勢 根據(jù) KVL： 1111111111j EIXIREEIRU σ?????????????變壓器一次側(cè)等效電路如圖 1m1111 444 ?????? ?? 由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通 )較小 ,其兩端的電壓也較小 ,與主磁電動勢 E1比較可忽略不計(jì)，則 1E?1R1I?1U? 1?E?– – – + + + (2) 一次、二次側(cè)電壓 式中 R1 為 一次側(cè) 繞組的電阻 。 X1=?L?1 為 一次側(cè) 繞組的感抗 (漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生 )。 KNNEEUU ???2121201（匝比） K為 變比 對二次側(cè)， 根據(jù) KVL： 2m22022 4440 ,I ?????結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。 222222222j UIXIRUEIRE????????????? σ2式中 R2 為 二次 繞組的電阻 。 X2=?L?2 為 二次 繞組的感抗； 為 二次 繞組的端電壓。 2U?變壓器空載時(shí) : + – u2 1u+ – 1σe+ – 1e+ – ? 1N 2Ni1 i2 + – e2 + – e?2 式中 U20為變壓器空載電壓。 故有 三相電壓的變換 A B C X Y Z a b c z y x 1) 三相變壓器的結(jié)構(gòu) 高壓繞組： AX BY CZ X、 Y 、 Z ：尾端 A、 B、 C ： 首端 低壓繞組： ax by cz a、 b、 c：首端 x、 y、 z：尾端 2) 三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式 Δ///// 000 YΔYYYYYYY 、聯(lián)結(jié)方式 ： 高壓繞組接法 低壓繞組接法 :YY 0/三相配電變壓器 : ΔY /動力供電系統(tǒng)（井下照明） : Δ Y0 /高壓、超高壓供電系統(tǒng) 常用接法 : （ 1）三相變壓器 Y/Y0聯(lián)結(jié) 線電壓之比： A 311PUU ?C B 1UKUU312P ?b KUU 12 ?c a + – + – + – + – KUUUUUU???2P1P2P1P2133（ 2）三相變壓器 Y0/?聯(lián)結(jié) 線電壓之比： A 311PUU ?C B 1U KUUU312P2 ??a b c + – + – + – KUUUUUUPPPP 333212121 ???3. 電流變換 (一次、二次側(cè)電流關(guān)系 ) 有載運(yùn)行 2222 ZUIZ ?? ??1m11 44 4 ??? 可見，鐵心中主磁通的最大值 ?m在變壓器空載和有載時(shí)近似保持不變。即有 不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有 由上式，若 U f 不變，則 ?m 基本不變，近于常數(shù)。 空載 ： m10 ??Ni有載： m2211 ??? NiNi+ – |Z | 2i1u2e1iΦ1e1N2N+ – + – + – 2u一般情況下： I0 ? (2~3)%I1N 很小可 忽 略。 2211 NiNi ??所以或 2211 NINI ?? ??2211 NINI ?所以 KNNII 11221 ??結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。 或： 221011 NiNiNi ?? ?m的磁勢 作用 的磁勢 22Ni磁勢平衡式： 102211 NiNiNi ??空載磁勢 有載磁勢 4. 阻抗變換 由圖可知： 22IUZ ?11IUZ ??ZKIUKKIKUIUZ 22222211 ????? ZKZ 2?? 結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的
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