电机学第二章 变压器的基本作用原理与理论分析ppt课件.ppt

《电机学第二章 变压器的基本作用原理与理论分析ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第二章变压器的基本作用原理与理论分析第一节电力变压器的基本结构和额定值一、电力变压器的基本结构1、铁芯：0.35mm硅钢片叠压而成装配方式：交叠装配奇数层偶数层铁芯柱：用于套线圈的部分铁轭：用于闭合磁路的部分1、避免涡流在钢片之间流动。2、减少紧固件的使用。铁芯铁轭2、绕组同心式：高低压绕组同心，低压绕组靠近铁芯。交叠式：高低压绕组交叠，低压绕组靠近铁轭。铁芯式变压器铁壳式变压器低压绕组高压绕组高压绕组低压绕组3、变压器油：起绝缘和散热的作用。4、油箱：起储油的作用。5、绝缘套管：由导电杆和瓷套等组成。起绝缘和支撑的作用。二、变压器的额定值额定容量

2、SN：额定条件下使用时输出能力的保证值。额定电压：空载时额定分接头上的电压保证值。额定电流：由额定容量和额定电压计算所得。对于三相变压器：对于单相变压器：注意！对于三相系统，额定值一般都指线间值。第二节变压器空载运行一、电磁现象：空载：一个绕组接到电源，另一个绕组开路。二、正方向的规定电流的正方向与该电流所产生的磁通的正方向符合右手螺旋定则。磁通的正方向与其感应的电动势的正方向也符合右手螺旋定则。由以上两规定得：电流的正方向与电动势的正方向一致。三、感应电动势、电压变比设主磁通，则：对于电力变压器，空载时i0r1和e1σ都很小，如略去不计，则u1=

3、-e1。设外加电压u1按正弦规律变化，则Φ和e1、e2也都按正弦规律变化。其有效值形式为略去电阻压降和漏电势，则变比又可写成要注意瞬时值、有效值、最大值以及相量之间的区别。为了分析方便，我们往往需要进行一些简化或假设，要注意所得结论的前提条件。四、励磁电流略去电阻压降和漏电势，则对于已制成的变压器，N1为常数，电源频率f一般也为常数，所以Φm正比于U1。若外加电压为定值，则主磁通Φm也为定值。现在的问题是，要产生一定值的主磁通Φm，需要多大的激磁电流Im？励磁电流的大小和波形将受磁路饱和、磁滞及涡流的影响。1、磁路饱和对励磁电流的影响磁路不饱和时，

4、由Φ∝B∝H∝F∝Im知，励磁电流与主磁通成正比，其波形为正弦波。磁路不饱和时，由于B与H不成正比，Φ越大，μ也越大，励磁电流的波形为尖顶波。由于尖顶波不能用相量表示，所以要用等效的正弦波来替代实际的尖顶波。等效的原则是两者有相同的有效值、相同的基波频率且同相位。该等效的正弦量用表示，称为磁化电流。由于与同相位，而滞后90˚，所以滞后90˚，具有无功电流的性质。2、磁滞现象对励磁电流的影响由于磁滞效应，磁化曲线的上升段和下降段不一致，使得励磁电流波形不对称，可分解为一个尖顶波和一个超前90˚的正弦波。该正弦分量称为磁滞电流分量，与同相位，是有功电流

5、分量。3、涡流对励磁电流的影响这样，励磁电流可以表示为铁耗电流和磁化电流两个分量：由于磁滞电流分量和涡流电流分量同相位，可以统称为铁耗电流分量：交变磁通也会在铁芯中感应电动势，从而在铁芯中产生涡流及涡流损耗。与涡流损耗对应的电流分量称为涡流电流分量，也与同相位，也是有功电流分量。五、励磁特性的电路模型从以上分析可以得出两个结论：与同相位滞后90˚令则化成阻抗的形式为：其中：注意：rm并不是实际存在的电阻，而是为了计算铁耗而引进的模拟电阻。表示铁耗，表示励磁无功功率。思考：rm和xm大一点好还是小一点好？rm和xm的大小与哪些因素有关？六、漏抗设一次

6、侧漏电感为L1σ，一次侧电流为则一次侧漏磁链为漏磁感应电动势用相量的形式表示为空载时的漏抗压降七、电路方程、等效电路和相量图变压器空载运行的电路方程为第三节变压器负载运行一、物理现象二、基本方程式磁动势平衡式：电流表达式：励磁支路电压降：一次电压平衡式：二次电压平衡式：电压变比：负载电路电压平衡式：三、归算归算目的：为了计算方便。归算原则：保持变压器内部电磁关系不变。归算方法：用一个匝数与一次绕组匝数相同的虚拟绕组替代二次绕组。需归算的量：与二次绕组有关的物理量，包括电流、电动势、电阻和漏抗。1、电流的归算值归算原则：磁动势保持不变2、电动势的归算

7、值归算原则：电磁功率保持不变3、电阻的归算值归算原则：铜耗保持不变4、漏抗的归算值归算原则：漏磁无功损耗保持不变四、归算后的基本方程、等效电路和相量图注意！对于三相变压器，等效电路指的是某一相的等效，而不是三相的等效。归算后的基本方程式如下所示，根据基本方程式可以画出变压器的等效电路。相量图的作法前提：电路参数和负载已知。组成：二次电压相量图、电流相量图和一次电压相量图。五、近似等效电路和简化等效电路励磁电流只有额定电流的3%~8%，甚至1%。合并原边、副边阻抗，略去励磁电流。思考题：1、为得到正弦感应电势，当铁心不饱和与饱和时，空载电流分别为何种

8、波形？为什么？为了得到正弦感应电势，根据E=-NdΦ/dt知，必须使磁通也是正弦量，当铁心不饱和时Φ∝I0，此时空载电流也