合肥工业大学顾绳谷《电机及其拖动基础》第三章ppt讲义ppt课件.ppt

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1、第三章变压器第一节变压器的工作原理、分类及结构一、变压器的工作原理变压器的主要部件——铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。1机电系k——匝比忽略铁心中的损耗，根据能量守恒定律，有：二、变压器的分类按用途分：电力变压器和特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：芯式变压器和壳式变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器

2、和充气式变压器。2机电系电源变压器电力变压器控制变压器接触调压器三相干式变压器3机电系三、变压器的结构简介铁心——变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。单相芯式变压器1—铁心柱2—铁轭3—高压线圈4—低压线圈三相芯式变压器1—铁心柱2—铁轭3—高压线圈4—低压线圈4机电系单相壳式变压器1—铁心柱2—铁轭3—绕组绕组——变压器中的电路部分。1—低压绕组2—高压绕组交叠式绕组5机电系油浸式电力变压器1—信号式温度计2—吸湿器3—储油柜4—油位计5—安全气道6—气体继电器7—高压套管8—低压套管9—分接开关10—油箱11—铁心12—线圈13—放油阀门6机电系变压器的额定值额定容量

3、为变压器的视在功率（用SN表示，单位kV·A，V·A）额定电压（一次和二次绕组上分别为U1N和U2N，单位V,kV）额定电流（一次和二次绕组上分别为I1N和I2N，单位A,kA）单相变压器三相变压器额定频率fN——我国的规定为50Hz7机电系[例3-1]有一台三相油浸自冷式铝线电力变压器，试求一次、二次绕组的额定电流。解：联结8机电系第二节单相变压器的空载运行一、空载运行时的物理情况变压器匝数为N1的一次绕组加上交流电压，变压器匝数为N2的二次绕组开路，这种情况即为变压器的空载运行。一次绕组和二次绕组的电动势平衡方程式其中，i0—空载电流；u20—二次绕组的空载电压；r1—一次绕组的

4、电阻。φ—主磁通；φ1σ—一次绕组漏磁通。9机电系1、感应电动势与主磁通空载运行时，忽略i1R1和e1σ设：感应电动势e1和e2均滞后于φ的电角度90°，其有效值为E1和E2的相量表达式10机电系2、空载电流空载电流包含两个分量，一个是励磁分量，作用是建立磁场，产生主磁通——无功分量；另一个是铁损耗分量，作用是供变压器铁心损耗——有功分量。性质：由于空载电流的无功分量远大于有功分量，所以空载电流主要是感性无功性质——也称励磁电流；大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数I0%来表示：3、漏磁通和漏电抗漏电动势E1σ漏电抗X1是一次绕组的一个参数。11

5、机电系二、空载运行时的电动势平衡方程式、相量图及等效电路其中，Z1—一次绕组漏阻抗Zm—变压器的励磁阻抗Xm—变压器的励磁电抗Rm—变压器的励磁电阻并且有12机电系13机电系第三节单相变压器的基本方程式变压器一次侧接在额定频率、额定电压的交流电源上，二次侧接上负载的运行状态，称为负载运行。一、负载运行时的物理情况由于电源电压恒定，即U1=常数，则E1≈常数，Фm≈常数。因此，达到新的电动势平衡的条件是使一次绕组的电流增量所产生的磁动势与二次绕组电流所产生的磁动势相抵消，以维持主磁通基本不变，以及由主磁通所感应产生的电动势基本不变。14机电系二、负载运行时的基本方程式1、磁动势平衡方程

6、式2、电动势平衡方程式和漏电抗。分别为一次和二次绕组的漏阻抗、电阻15机电系第四节变压器的等效电路及相量图一、绕组归算归算：将变压器的二次（或一次）绕组用另一个绕组来等效，同时，对该绕组的电磁量作相应的变换，以保持两侧的电磁关系不变。归算原则：1）保持二次侧磁动势不变；2）保持二次侧各功率或损耗不变。二次绕组归算后，变压器一次和二次绕组具有同样的匝数，即（一）电动势和电压的归算则16机电系（二）电流的归算（三）阻抗的归算阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。归算后变压器负载运行时的基本方程式变为如下形式：17机电系二、等效电路右图中，二次绕组各量均已经归算到一次绕组，

7、即图中a、b和c、d分别是等电位点，可连接起来而不改变运行情况。于是作出变压器的T形等效电路。（由前述的基本方程式也可得出该等效电路）18机电系三、相量图根据T形等效电路，可以画出相应的相量图。四、近似等效电路图Rk、Xk和Zk分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。19机电系第五节等效电路的参数测定一、空载试验通过测量空载电流和一、二次电压及空载功率来计算变比、空载电流百分数、铁耗和励磁阻抗。变压器空载运行时，可以认为输入功率p0完全用来抵偿铁耗。从空载运