【正文】 II. 強迫A、a同電位。 （詳見“電機學...典型題解析”一書56頁） 將一次側的某線電勢固定在0點，二次側對應相的線電勢所指的位置(小時數(shù))可以用來表示二者之間的相位差，即可以用來表征聯(lián)結組。 繞向相反，標號相反—則兩側相電勢同相　 高、低壓側繞組如果 根據繞向（用同名端表示同極性端，同正或者同負）和標號，可以判斷同一柱上一、二次側之間的相位關系。 三相變壓器的聯(lián)結組 在相同的SN下，芯式變壓器經濟，省材料，體積小、重量輕。 組式變壓器三相鐵心相互獨立，三相磁路沒有關聯(lián),三相磁路對稱,三相電流平衡,便于拆開運輸,并可以減少備用容量。 二. 三相芯式變壓器的磁路 一. 三相變壓器組的磁路 三相變壓器在對稱負載下運行時，各相的電流(電壓)大小相等，相位相差120 度，對任何一相來說，上一章所得出的基本理論都適用。 將效率公式變換為 η=SNcosφ2／(SNcosφ2+pFe/β+βpKN) 輸入功率：P1=mU1I1cosφ1=P2+Σp 額定電流時的銅耗稱為額定銅耗 基本銅耗指繞組電流引起的歐姆電阻損耗。 由于鐵耗由磁密及其頻率等決定，在一次側電壓不變時，磁密基本不變（，N，f,都一定，磁通就一定，B一定），所以變壓器載額定電源下正常運行時，鐵耗基本不變，稱為不變損耗。渦流損耗通過采用疊片鐵心而大大降低，所以總鐵耗中磁滯損耗份額較大約占60~70%。 變壓器的空載損耗主要為鐵耗，穩(wěn)態(tài)短路負載損耗主要為銅耗。 變壓器損耗和效率 當為容性負載時，φ2為負ΔU通常為負(個別情況為正值或0值)。 (3)變壓器本身的漏阻抗，Rk*和Xk*來表示。 ΔU是變壓器的重要性能指標。 一次側加額定電壓U1N時，變壓器空載時的二次側電壓U20(即是U2N)與額定負載時的二次側電壓U2之差值(U20U2)與二次側額定電壓U2N之比值定義為電壓調整率。這種變化反映了變壓器輸出電壓的穩(wěn)定與否，一般用電壓調整率來描述。*，U2*=U239。 計算方便，便于性能比較。R1*=R1/Z1Np=R1/(U1Np/I1Np)X1σ*=X1σ/Z1Np=X1σ/(U1Np/I1Np)(2)優(yōu)點 U2*=U2/U2N 基值一般取額定值，標幺值就是實際值與基值的比值。 正常運行時，希望uk小些，使得端電壓隨負載波動較小。 uk=(Uk/U1N)100% 穩(wěn)態(tài)短路時，電壓很低，所以磁通很?。?，感應的電抗也?。?，鐵耗可以忽略。如果一次側在額定電壓時二次側發(fā)生短路，則會產生很大的短路電流，這是一種故障短路。 一次側加額定電壓UN，二次側開路, 讀出UUI0、p0 變壓器的參數(shù)測定和標幺值 等效電路，方程式和相量圖是用來研究分析變壓器的三種基本手段，是對一個問題的三種表述，相量圖對各物理量的相位更直觀顯現(xiàn)出來。當用歐姆數(shù)說明阻抗大小時，必須指明是從哪邊看進去的阻抗。Zk=Rk+jXk 為折算到一次側的負載阻抗。 和實際電壓U2=U239。= Im (Rm+jXm) = ImZm(2) T型等效電路（實際折算完的二次側等效電路已經不是原來的二次側，這樣才能和一次側并接在一起，但可以通過計算虛擬二次側再折算回正常的二次側）= E239。)2XL39。)2 RL39。)2X2σ39。)2R239。=kU2 (2)電流折算 N1I239。 所以E239。\RL39。\I239。也就是說折算前后，二次側的磁勢、功率和損耗應保持不變。折算以后，兩側匝數(shù)相等，E2’= E1，k=1,原來的磁勢平衡方程 5. I1N1+I2N2=ImN1變成了I1+I39。 變壓器的等效電路和相量圖根據電勢平衡方程可以畫出變壓器的一次側和二次側等效電路(Equivalent Circuit)。 3. 在滿載時，I0只占I1L的（2－8）％，有時可將I0忽略，即： I1＋I2/k=0I1/I2=1/k 4. 這就是變壓器的變流作用，只有在較大負載時才基本成立，用此原理可以設計出電流互感器。I1產生磁勢F1= I1N1，F(xiàn)1與F2共同作用產生Φ， F1+F2的作用相當于空載磁勢F0，也即激磁磁勢Fm。 R1和X1σ受飽和程度的影響很小，基本上保持不變。Rm+jXm= Zm則稱為勵磁阻抗。 I0是勵磁過程必須的電流(包括磁化電流/有功電流)，稱為勵磁電流。 空載運行時，電流i0分為兩部分，一部分i0w純粹用來產生磁通，稱為磁化電流，與電勢E1之間的相位差是90176。 3. 一次繞組的匝數(shù)必須符合一定條件： U1 ≈ f N1Φm ≈ f N1BmS 由公式可知：， 減半，則磁通增加一倍，變壓器過度飽和在設計時，若電壓U1和頻率f給定，則變壓器磁通由匝數(shù)N1決定。 考慮到一次側繞組的電阻壓降后，其電勢平衡方程為 U1=E1E1σ+R1I0=E1+jX1σI0+R1I0 =E1+I0Z1 )說明了感應電勢E1與磁通Φm、頻率f、繞組匝數(shù)N1成正比。 ) 由于磁通在交變，根據電磁感應定律：e1= N1 dΦ/dte2= N2 dΦ/dte1σ= N1 dФ1σ/dt 問題61：主磁通和漏磁通的性質和作用是什么？ 另一部分磁通僅與原方繞組匝鏈，通過油或空氣形成閉路，屬于非工作磁通，稱為原方的漏磁通Ф1σ。 空載時一次側繞組中的電流i0為空載(或叫激磁)電流，磁勢F0=I0N1叫勵磁磁勢。 2. 分析電壓、電流、磁勢、磁通、感應電勢、功率、損耗等物理量之間的關系。此外，銘牌上還會給出三相聯(lián)結組以及相數(shù)m、阻抗電壓Uk、型號、運行方式、冷卻方式和重量等數(shù)據。工頻用fN=50Hz通常把變壓器一、二次側的額定容量設計為相同。 相變壓器中，額定電壓指的是線電壓。 單位為V或者kV。 儲油柜使變壓器油與空氣接觸面變小，減緩了變壓器油的氧化和吸收空氣水分的速度。 ；；；。 變壓器油起兩個作用：①在變壓器繞組與繞組、繞組與鐵心及油箱之間起絕緣作用。 (3)油、油箱、冷卻及安全裝置（） (2)繞組 鐵心交疊：相鄰層按不同方式交錯疊放，將接縫錯開。殼式變壓器(用在小容量變壓器和電爐變壓器)。 (1)鐵心 繞組是變壓器的電路，鐵心是變壓器的磁路。 鐵心形式：心式、殼式變壓器 （區(qū)別就是鐵芯和繞組誰把誰包在里面） 除了按以上用途分類外，變壓器還可以按相數(shù)、繞組數(shù)目、鐵心形式、冷卻方式等特征分類。 U1/U2≈(e1)/(e2)=N1/N2 4. U1/U2≈(e1)/(e2)=N1/N2=k，k定義為變壓器的變比。 e2=－N2 dФ/dt3. 若略去繞組電阻和漏抗壓降，則以上兩式之比為： 兩個繞組：一次側繞組(原邊)N1,二次側繞組(副邊)N2?？刂谱儔浩鳎河迷陔娮泳€路中。電焊變壓器(專用)，給電焊機供電。 一、變壓器分類及用途 但是電刷移動后，會產生直軸去磁電樞反應，導致電壓有些降低、轉速稍有升高，可能引起運行不穩(wěn)定，故此方法旨在小容量電機中采用。換向極繞組應與電樞繞組串聯(lián)。 機械方面的原因如：換向器偏心、片間絕緣凸出、某個換向片凸出、電刷與換向器表面接觸不好等等；化學方面：高空缺氧、缺水、某些化工廠的電機，都可能破壞換向器表面的氧化亞銅薄膜而產生火花。 換向極電勢是由于換向元件切割換向磁極感應的電勢，換向磁極是為改善換向而設置的。其方向與ex相同，即其性質也是阻礙換向的。 一般, 換向周期非常短暫,電流的變化會在繞組元件中產生自感和互感電勢,兩者的合成電勢稱為電抗電勢,用ex表示。當火花大到一定程度時可能損壞換向器表面，從而使電機不能正常工作。 換向剛開始時，元件仍屬于右邊支路，其電流為+ia（右→左）；處于換向過程中時，元件被電刷短路，電流大小和方向處于變化的過程中；換向結束時，元件進入左邊支路，其電流已經由+ia變?yōu)閕a（左→右）。 直流電機的換向 他勵電動機拖動勢能性恒轉矩負載運行。 電動機的電磁轉矩起制動作用，限制了重物的下放速度。電樞支路突然傳入較大的電阻，則工作點A→B→C→D，D點位于第iv象限，轉速為負，電磁轉矩為正，屬于制動運行。 對于頻繁正反轉的電力拖動系統(tǒng)，常采用這種先反接制動停車，再反向起動的運行方式，達到迅速制動并反轉的目的。在B→C的過程中轉速為正，電磁轉矩為負，起制動作用。 n= UN / (CeΦN 二、反接制動 (1)電壓反接制動 電機：他勵；負載：勢能性恒轉矩負載 制動電阻越小，制動開始時產生的制動轉矩就越大。 閘刀合向電源時，電動機處于正向電動機運行狀態(tài)。 故改變轉向的方法： (1)對于并勵電動機，單獨將勵磁繞組引出端對調。 要改變電動機轉向，就必須改變電磁轉矩的方向。 調節(jié)電阻Rp增大時，電動機機械特性的斜率增大，與負載機械特性的交點也會改變，達到調速目的。負載不變時，交點也下移，速度也隨之改變。 缺點：需要專門設備，成本較高。 降低電樞電壓時，電動機機械特性平行下移。 n = U / (CeΦ) [(Ra+Rp) / (CeCTΦ2)]T 電動機穩(wěn)定運行的條件負載轉矩基本上與轉速反比。例如：泵，風機等三、恒功率負載 (1)反抗性恒轉矩負載:轉矩方向總是和轉速方向相反，永遠是阻轉矩。電動機拖動生產機械運轉，構成一個電力拖動系統(tǒng)，其工作狀況不僅取決于電動機的特性，同時也取決于作為負載的生產機械的特性。 負載的機械特性 其機械特性介于并勵和串勵電動機之間。 串勵電動機轉矩增大時轉速在減少，功率增加緩慢，故該電機過載能力較強。 當負載轉矩很小時，T也很小，n會達到危險的高值，所以串勵電動機不允許空載啟動和運行。 上述結論是在負載較小、電流較小電機不飽和的情況下得出的。 串勵直流電動機的機械特性 n = U / (CeΦN) RaT / (CeCTΦN2)(UUN) （3）減少電動機氣隙磁通的人為機械特性 n = U / (CeΦ)RaT / (CeCTΦ2) 由于Ra很小，轉矩T增大時，n下降很小，他勵電動機的固有機械特性是一條比較平的下降曲線。 改變三個量U、Φ、Rp 中任意一個，可以改變機械特性曲線形狀。 用電樞回路總電阻考慮電刷接觸壓降。 43他勵直流電動機在負載變化時，轉速變化很小，可以近似認為T0=常數(shù)。T=T2+T0=P2/(2nπ/60) + T0 二、轉矩特性T = f (P2) 一、轉速特性 n=f(P2)U = CeΦ n+IaRa+2ΔUs n=(U2ΔUsIaRa) / (CeΦ) 1. 影響轉速n的因素有二：1）電流Ia增大時電樞電阻壓將IaRa也增大，使轉速趨于下降；2）電流增大時，電樞反應的去磁作用使得磁通Φ下降，使轉速趨于上升。 2. 串勵與復勵電動機啟動方法基本上與并勵電動機相同，即采用電樞回路串電阻的方法減小啟動電流。 4. 有了一定的轉速n后，電勢Ea不再為0，電流Ist會逐步減小，轉矩Tst也會逐步減小。因此必須采取適當?shù)拇胧┫拗茊与娏鳌?合閘瞬間的啟動電流很大可達 (10~20)IN n=0,同時涉及到直流電動機的機械特性。 第 4 章 3. 如果串勵繞組作用較大，即在額定電流時端電壓超過額定電壓，則為過復勵。一般來說，并勵繞組起主導作用，串勵繞組起調節(jié)性能的作用。 復勵直流發(fā)電機的特性從而導致端電壓再下降。 2. 這樣微小的電流在電樞繞組中引起的電壓降和電樞反應的影響很小，可以忽略不計。 1. 穩(wěn)定點：由動態(tài)方程可知，當 2. u0(if)Rfif = 0時，勵磁電流和電壓將達到穩(wěn)定值。 自勵：勵磁繞阻并接于電樞繞組兩端，由發(fā)電機本身的端電壓提供勵磁，而發(fā)電機的端電壓又必須在有了勵磁電流后才能產生，所以并勵發(fā)電機由初始的U=0到正常運行時U為一定值，有一個自己建立電壓的過程(自勵過程). 2. ΔU= (U0UN) / UN（100%） 3. 一般他勵直流發(fā)電機 4. ΔU=5~10）%。 2. n=nN，U=UN，I=IN時的勵磁電流稱為額定勵磁電流，對應的勵磁電阻即RfN。 一般電機的工作點位于開路特性上曲線開始彎曲的膝點附近。 6. 不同勵磁方式之發(fā)電機的運行特性有所不同，本章將分別討論之。 直流發(fā)電機 1. 本章介紹直流發(fā)電機(DC Generater)的特性。 直流電機的電勢平衡方程反映了電機電路中各種量之間的關系。 同樣，直流發(fā)電機和電動機中均存在電磁轉矩。在兩種狀態(tài)下，電樞繞組中均產生感應電勢。 交軸電樞反應將使主磁場發(fā)生畸變，當磁路飽和時會對主磁場產生去磁作用。一般情況下，直流電機的空載磁通密度分布呈平頂波。勵磁繞組與電樞回路之間的連接方式有：他勵、并勵、串勵、復勵。 PM = Ea Ia =（1Σp）/ P1 三、電動機功率平衡方程 功率流程圖（永磁式時） 電刷接觸壓降損耗 勵磁損耗pf: pf = Uf If = If2 Rf T1=T+T0 這一電磁轉矩公式把機械量T，磁場量Φ和電量Ia聯(lián)系起來了。 一、公式推導 (Magneticelectric Torque)故電動機的感應電勢又叫反電勢。 流的轉子導體在磁場中受力產生轉矩 以并勵電動機為例。 一、直流發(fā)電機的電勢平衡方程 直流電機的電勢平衡方程式 o 直流電機的電路包括電樞支路和勵磁支路。可見感應電勢正比于每極磁通量和轉子轉速。 本節(jié)將推導感應電勢的計算公式。 當電樞以一定的轉速n