电机控制技术教学课件作者韩建霞2.ppt

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1、项目二变压器参数测定任务一单相变压器的空载运行任务二单相变压器的负载运行任务三变压器参数测定实验任务一单相变压器的空载运行一、空载运行时的电磁过程(一)空载时的电磁过程图2一1所示为单相变压器空载运行示意，图中各正弦量用相量表示。当一次绕组接到电压为，的交流电源后，一次绕组便流过空载电流，建立空载磁动势，并产生交变的空载磁通。空载磁通可分为两部分:一部分称为主磁通，它沿主磁路(铁芯)闭合，同时交链一、二次绕组;另一部分称为漏磁通，它沿漏磁路(空气、油)闭合，只交链一次绕组本身。根据电磁感应原理，主磁通分别在一、

2、二次绕组内产生感应电动势和;漏磁通仅在一次绕组内产生漏磁感应电动势。另外，空载电流流过一次绕组时，将在一次绕组的电阻R1上产生电压降。变压器空载运行时的电磁过程可用图2-2表示下一页返回任务一单相变压器的空载运行变压器空载时，一次绕组中的三者与外加电压相平衡;因二次绕组开路，，故与空载电压队相平衡，即(二)主磁通和漏磁通主磁通和漏磁通的磁路、大小、性质和作用都是不同的，表2一1给出了二者的比较。(三)各电磁量参考方向的规定变压器中的电压、电流、磁通和电动势等都是随时间变化的物理量，通常是时间的正弦量。对变压器进

3、行分析或计算时，首先要选取它们的参考方向(正方向)。参考方向的选取是任意的，但选取不同的参考方向时，同一电磁过程所列出的方程式的正、负号是不同的。本书对变压器各电磁量的参考方向统一规定如下(见图2一1):上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行(1)将一次绕组看成是一次侧电源的负载，按负载惯例规定一次测电压和电流的参考方向，即电流方向与电压方向一致(2)将二次绕组看成是二次侧负载的电源，按电源惯例规定二次侧电动势和电流的参考方向，即电流方向与电动势方向一致(3)无论一次侧还是二次侧，电流与其产生磁通的参考方向

4、符合右手螺旋定则;磁通与其产生电动势的参考方向也符合右手螺旋定则。因此，电动势和电流的参考方向一致。(4)二次侧负载端电压的参考方向与其电流的参考方向一致，这也符合负载惯例。上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行图2-1中各电磁量的参考方向就是按照上述规定画出的。需要强调的是，电压参考方向是由高电位指向低电位;而电动势参考方向是由低电位指向高电位。在列写回路电压方程时必须清楚这一点。另外，磁通与电动势的参考方向符合右手螺旋定则时，电磁感应定律表达式中带有“一号，即，其中“-”号表示的物理意义是:感应电动势总

5、是阻碍磁通变化的上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行二、感应电动势与变比(一)主磁通感应电动势设主磁通随时间按正弦规律变化，即式中，为主磁通的幅值;可为磁通变化的角频率(与一次侧电压的角频率相同)。按照图2-1中参考方向的规定，一、二次绕组的主磁通感应电动势瞬时值为上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行由以上两式可知，当主磁通按正弦规律变化时，它所产生的感应电动势也按正弦规律变化，且二者频率相同，但感应电动势在时间相位上滞后于主磁通900。感应电动势e1和e2的有效值为上一页下一页返回任务一单相变压器

6、的空载运行感应电动势e1和e2的相量表达式为(二)漏磁通感应电动势与主磁通感应电动势的分析方法相同，参见式(2一4)，可以直接写出一次绕组的漏磁通感应电动势的有效值为上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行式中，为一次绕组漏磁通幅值。同理，漏磁通感应电动势在时间相位上滞后于漏磁通900，故漏磁通感应电动势的相量表达式为由于漏磁路呈线性，即漏磁通与空载电流I。成正比，故可将式(2-9)改写为式中，为一次绕组的漏感系数;X1称为一次绕组漏电抗上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行式(2一10)表明，一次绕组的

7、漏磁通感应电动势可用漏电抗压降表示。其中X1的大小反映了的大小，这说明磁路参数可用电路参数X1来描述。由于漏磁路是线性的，故和X1为常数，由于漏磁通很少，故漏电抗X1也很小。(三)变比变比k的定义是:一、二次绕组的主电动势之比，即上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行式(2一11)表明，变压器的变比等于一、二次绕组的匝数比，近似等于一、二次额定电压比。需要注意，三相变压器的变比是指一、二次相电动势之比，近似等于一、二次额定相电压比。由于三相变压器的额定电压指线电压，所以在计算变比时，必须根据一、二次绕组的连

8、接法，先求出额定相电压，然后用额定相电压来计算变比。上一页下一页返回任务一单相变压器的空载运行三、空载电流和空载损耗(一)空载电流变压器空载时，若不计磁场饱和，磁通和空载电流均为正弦波。此时一次绕组就是一个带铁芯的电感线圈，所以空载电流滞后于电压接近900。由于电动势滞后主磁通，故超前。由于磁滞和涡流的影响，超前一个小角度,称为铁耗角，因此滞后于，接近900，如图2一3所示可将空载电流