【正文】 12 (c）。 得到圖 5一 12 (d)所示的等效電路 ? 12d 最后再根據(jù)前面圖 5一 7所述的勵(lì)磁導(dǎo)納和勵(lì)磁阻抗的變換，可將圖為 5一 12( d)變換圖為 5一 13所示的等效電路。它完全反映了變壓器的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的情況，因?yàn)樗耆洗艅萜胶怅P(guān)系和電壓平衡系。`2204。 ? 14 在一般變壓器中，勵(lì)磁阻抗 Zm比漏阻抗 Z1大得多。該電路對 204。2和 200。 ? 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。 1中所占的比值從數(shù)量上是很小的，為了計(jì)算更方便，可 ? 以進(jìn)一步將電流 204。 第五章 變 壓 器 5４負(fù)載時(shí)的相量圖和等效電路 ? １７ ? 其中：rk=r1+r‵ 2=r1+k2r2 ? Xk=x1+x‵ 2=x1+k2x2 ? 而 ZK ＝ rK +jXK可以用變壓器的短路實(shí)驗(yàn)求得，故稱為短路阻抗，而 rK和 xK分別稱短路電阻和短路抗。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實(shí)驗(yàn) ? 變壓器的參數(shù)就是在等效電路中所介紹的各種電阻和電抗（ r１，r2,x1,x2， rm和 xm），它們是衡量變壓器性能的重要指標(biāo)。 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）。 ? 空載時(shí)，二次邊開路，一次邊接調(diào)壓器并調(diào)整 電壓到額定值 U1 N，測量U1, U空載電流 Io及空載輸人功率 Po。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實(shí)驗(yàn) ? 18 ? 次級繞組中沒有銅損耗，一次繞組中有空載電流所產(chǎn)生的銅損耗，但因 Io較小，它所產(chǎn)生的銅損耗相對于這時(shí)的鐵損耗來說是可以忽略的，因此空載的輸人功率 Po可以認(rèn)為等于變壓器的鐵損耗。 ? 勵(lì)磁電阻 rm= Po/ I２ o ? 勵(lì)磁電抗 xm=(z2mr2m)1/2 ? 以上實(shí)驗(yàn)必須注意，應(yīng)在額定電壓下進(jìn)行，因?yàn)?Zm是隨電壓大小而變化的。 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)線路圖如圖 5一 19所示，二次邊用導(dǎo)線短接起來，一次邊接至調(diào)壓器．實(shí)驗(yàn)開始時(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。當(dāng)一次繞組電流達(dá)到額定值時(shí)，二次繞組中電流也達(dá)額定值，這時(shí)兩繞組銅損耗相當(dāng)于額定負(fù)載時(shí)的銅損耗。 第五章 變 壓 器 55變壓器的參數(shù)與實(shí)驗(yàn) ? 根據(jù)測量的短路電壓 UK、短路電流 IK和短路時(shí)輸入功率PK可以計(jì)算下列各參數(shù)。兩繞組的漏抗卻很難用實(shí) ? 驗(yàn)方法分開，通常假定二次邊漏抗折合到一次邊時(shí)，可作為相等，即 ? x1 = x’2=XK/2 由于 UK很小，為測量準(zhǔn)確，應(yīng)將電壓表放在靠近被測繞組端。 ? ? 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)。 ? 第五章 變 壓 器 56變壓器的額定數(shù)據(jù)和特性實(shí)驗(yàn) ? ? 一次邊額定電壓 U１ N是指接到一次繞組上的線電壓，二次邊額定電壓 U２ N、是指當(dāng)一次邊加上額定電壓之后二次邊空載時(shí)的線電壓，單位為 V. ? ? 對應(yīng)額定運(yùn)行狀態(tài)下一二次邊的線電流 I1N和 I2N單位為 A。它是一次或二次邊額定電壓和額定電流的乘積，單位為VI。 ? ? 工業(yè)頻率為 50 Hz，航空用頻率為 400 Hz, 第五章 變 壓 器 56變壓器的額定數(shù)據(jù)和特性實(shí)驗(yàn) ? ２０ ? 二、外特性 ? 從變壓器負(fù)載時(shí)的相量圖或等效電路可看出，當(dāng)電源電壓 U１不變時(shí)，隨著二次邊電流 I２ 的變化，二次邊電壓也將變化，我們稱 U１為常數(shù)時(shí) ,U2 = f(I2)的關(guān)系曲線為外特性。若是容性負(fù)載時(shí)， ? 外特性曲線一般則是上升的。 四、效率 變壓器的效率 η等于輸出功率與輸人功率之比，即 ? η=P2/P1X 100％＝ P2/(P2+PFe+Pcu) X100％ ? 由于銅損耗隨負(fù)載大小在變化，所以效率也隨負(fù)載變化，一般在 50％ 70%額定負(fù)載時(shí)效率最高，變壓器效率可達(dá) 90％以上。本章主要介紹其工作原理和特點(diǎn)。在鐵心上只繞一個(gè)繞組，一、二次邊共用一部分繞組， 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。 第五章 變 壓 器 57幾種特殊變壓器 ? 22 ? 二 .電壓互感器。由于電壓表內(nèi)阻抗很大，二次 ax實(shí)際上是開路的，所以電壓互感器就｝是變壓器的空載運(yùn)行一般初級電壓為 3, l0... k V，而二次電壓都為 100 V，這樣一來只需一種 0～ 100 V量程的電壓表就可以測量很高的電壓。為了滿足不同線路的要求，電壓互感器準(zhǔn)確度分為 : , ,1級和 3級四種。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(hù)線路中，供電給電器或操作機(jī)構(gòu)的電壓線圈． ? 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)電流過大的危險(xiǎn)。 第五章 變 壓 器 57幾種特殊變壓器 ? 三、電流互感器 ? 電流互感器也是一種儀用變壓器，它是將大電流變換為小電流的鐵心變壓器。由于電流表的內(nèi)阻抗小， ? 因此二次是通過電流表短路，故圖 5一 23相當(dāng)于變壓器的短路運(yùn)行．根據(jù)磁動(dòng)勢平衡式，忽略勵(lì)磁電流，得 ? I1 N1= I2N 2 ? 即 I1 = (N 2 /N1)I2=KiI2 ? 式中， Ki=N2/N1,是電流互感器的額定電流比． 第五章 變 壓 器 57幾種特殊變壓器 ? 二次繞組的額定電流通常是 5A，因此，用05 A量程的電流表，就可以測量很大的電流。 ? 電流互感器一次邊通常只有幾匝甚至 1匝，而二次邊的匝數(shù)很多，所以電流互感器的二次繞組、鐵心和外殼同樣都應(yīng)接地，而且在應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意其二次繞組側(cè)不允許開路，一、二次邊都不接熔斷器，更換儀表前應(yīng)先將二次繞組短路。在一、二邊級繞組匝數(shù)不同的情況下，通過電磁感應(yīng)關(guān)系，一、二次繞組可以得到不同的電壓；通過磁動(dòng)勢平衡關(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 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(chǎn)生電抗壓降而不起能量的傳遞作用。 (3)根據(jù)折合的概念，把匝數(shù) N1， N2的實(shí)際變壓器變換成一、二次邊匝數(shù)相等的等效變壓器，由此得出變壓器各物理量折合前后的關(guān)系式。 基本平衡式、等效電路和相量圖是分析交流電磁元件常用的三種基本方法，其中以基本平衡式為最基礎(chǔ)，因?yàn)樗侵苯訌淖儔浩鞯目蛰d（或負(fù)載）運(yùn)行時(shí)的物理情況推導(dǎo)出來的。相量圖是用圖形來表達(dá)各個(gè)交流物理量的相位關(guān)系，它們都是根據(jù)電壓平衡關(guān)系畫出的。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。 ? 作等效電路和畫相量圖時(shí)所需的參數(shù)，可以通過空載和短路實(shí)驗(yàn)求得，這是兩個(gè)最基本的實(shí)驗(yàn)方法。按生產(chǎn)吸力的原理分，大體上可以分為三大類型 . ? ? ? ，直流伺服電動(dòng)機(jī)用作 什么元件，直流測速發(fā)電機(jī)用作什么元件。 ? 解：因?yàn)椋?U1/U2=N1/N2 ? 所以： U2=U1 N2/N1 ? =100 2400/400=600V ? 另一種做法：因?yàn)樵⒏本€圈每匝線圈所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是相等的，所以副邊的電壓 U2=1/4 2400=600V. 150CM2,磁通密度的最大值為每平方公分 12022磁力線，電源頻率為50HZ，求： ； 6000V時(shí)所需要的匝數(shù)； 220V時(shí)所需要的匝數(shù)。 ? 解：副邊線圈的電流： ? 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(fù)荷電流是 30A，求原線圈的電流？ ? 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： ? ? ? ?