最新变压器工作原理教学讲义ppt.ppt

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1、变压器工作原理第一节变压器基本工作原理和结构一、变压器的基本工作原理二次绕组（也称副绕组或次级绕组）：接负载，其匝数为N2一次绕组（也称原绕组或初级绕组）：接交流电源，其匝数为Nl；一、二次绕组中其感应电动势瞬时值分别为四、电力变压器的额定值与主要系列1．额定容量SN（1）单相变压器的额定容量为SN=UN1IN1=UN2IN2（2）三相变压器的容量为SN=UN1IN=UN2IN22．额定电压U1N和U2N（1）UN1为一次侧绕组额定电压（2）UN2为二次绕组额定电压3．额定电流IN1和IN2（1）IN1是一次绕组的

2、额定电流；（2）IN2是二次绕组的额定电流。4．额定频率f我国规定的标准工业用电频率为50HZ第二节单相变压器的空载运行一、空载运行时各物理量正方向的规定图中标出各电压、电流、磁通、感应电动势的正方向正弦量的正方向通常规定如下：1）电源电压正方向与其电流正方向采用关联方向，即两者正方向一致。2）绕组电流产生的磁通势所建立的磁通，这二者的正方向符合右手螺旋定则。3）由交变磁通φ产生的感应电动势，二者的正方向符合右手螺旋定则，即它的正方向与产生该磁通的电流正方向一致。由上述规定，在图中标出各电压、电流、磁通、感应电动势

3、的正方向如图中所示。二、感应电动势与漏磁电动势(一)、感应电动势若主磁通，φ=Φmsinωt，则一、二次绕组感应电动势瞬时值为：一、二次绕组感应电动势有效值为：E1=4.44fN1ΦmE2=4.44fN2Φm由此，对某台具体的变压器而言，f及N1均为常数，因此当加在变压器上的交流电压有效值U1恒定时，则变压器铁心中的磁通Φm基本保持不变。三、变压器空载运行时的电动势平衡方程式和电压比一次绕组电动势平衡方程式若不计一次绕组中的阻抗，则外加电压几乎全部用来平衡反电动势：二次绕组的端电压等于其感应电动势：变压器一次绕组的

4、匝数Nl与二次绕组匝数N2之比称为变压器的电压比k，即当N2＞N1时，k＜1，则U2＞U1，为升压变压器；若N2＜N1，k＞1，则U2＜U1，为降压变压器。若改变电压比k，即改变一次或二次绕组匝数，则可达到改变二次绕组输出电压时目的。四、空载电流和空载损耗变压器空载运行时，空载电流分解成两部分：1．为无功分量，用来建立磁场，起励磁作用，其与主磁通同相位；2．为有功分量，用来供给变压器铁心损耗，其相位超前主磁通约900。即第三节单相变压器的负载运行变压器的负载运行：是指变压器在一次绕组加上额定正弦交流电压，二次绕组接

5、负载ZL的情况下的运行状态，如图所示。一、负载运行时的各物理量负载运行时一、二次电流关系二、变压器负载运行时的基本方程式（一）磁通势平衡方程式1．变压器负载运行时磁通势平衡方程式为2．电流平衡方程式为忽略I10时，一、二次绕组电流有效值关系为I1=I2/k三、变压器的作用通过对变压器负载运行的分析，可以清楚地看出变压器具有变电压、变电流、变阻抗的作用。（一）变换电压U1/U2≈E1/E2=k=N1/N2（二）变换电流I1/I2≈N2/N1=1/k（三）变换阻抗上式表明，经变压器把负载阻抗变换为。通过选择合适的电压比

6、k，可把实际负载阻抗变换为所需的阻抗值，这就是变压器的变换阻抗作用。四、变压器的运行特性1．变压器运行特性主要有：（1）外特性（2）效率特性。2．运行的主要指标为：（1）电压变化率（2）效率（一）变压器的外特性和电压变化率是指在一次绕组加额定电压，负载功率因数cosφ2为额定值时，二次绕组端电压U2随负载电流I2的变化关系，即U2=f(I2)曲线，如下图所示。在纯电阻负载时，电压变化较小；为感性负载时，电压变化较大；而在容性负载时，端电压可能出现随负载电流的增加反而上升，如下图中曲线3所示。1．变压器的外特性：2．

7、电压变化率（二）变压器的效率特性变压器的效率特性：是指负载功率因数cosφ2不变的情况下，变压器效率随负载电流变化的的关系，即曲线η＝f（I2），如下图所示。对于电力变压器，最大效率出现在I2=（0.5~0.7）I2N时，其额定效率ηN＝0.95－0.99。第四节三相变压器三相变压器组：是由三个单相变压器按一定方式连接在一起组成的。如下图所示。三相变压器组各相之间只有电的联系，没有磁的联系。三相心式变压器：将三个铁心柱用铁轭连在一起来构成三相心式变压器。一、三相变压器的磁路系统（一）三相变压器组的磁路二、三相变压器

8、的电路系统三相变压器的电路系统是指三相变压器各相的一次统组、二次绕组的连接情况。三相变压器绕组的首端和尾端的标志规定如下表所示。（一）三相变压器绕组的联结法三相变压器绕组的联结有星形和三角形两种联结方式。如下图a所示。用字母Y或y分别表示一次绕组或二次绕组的星形联结。若同时也把中点引出，则用YN或yn表示。用字母D或d分别表示一次统组或二次绕组的三角形联结。