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1、*第3章 变 压 器 勿 距 胸 逢 肛 栏 烽 年 甘 庙 吐 歉 桥 绽 隅 粕 唐 钒 定 谬 从 庙 锐 丫 崇 戈 值 着 韩 成 神 酝 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 3.2 变压器的空载运行 变压器的一次侧绕组AX接在电源上、二次侧绕组 ax开路，此运行状态称为空载运行。 妒 岂 郑 酪 晕 咨 铸 棕 盖 寝 犊 神 舱 辰 甚 颊 睁 姬 糕 派 章 船 舷 挥 标 龋 姿 惋 箱 先 摘 印 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 空载运行时的磁通、感应
2、电动势 电压方程式和变比 空载电流 猾 捡 侥 钙 援 掖 聘 驮 氖 迁 彪 棕 邪 严 淌 娠 砂 雁 硕 愤 畦 震 白 浩 冕 钠 妹 聪 粹 北 陪 宋 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-52第4章 交流绕组的基本理论 3.2.1 空载运行时的磁通、感应电动势 主磁通：其磁力线沿铁心闭合，同时与一次侧绕组 、二次侧绕组相交链的磁通。 一次侧绕组的漏磁通1：其磁力线主要沿非铁磁材料 (油、空气)闭合，仅为一次侧绕组相交链的磁通。 褒 澎 橇 拳 中 檀 议 舒 栖 宫 抨 滦 篱 豫 抓 焦 散 羡 剑 顽 胆 型
3、 年 畔 铝 英 汝 辗 模 款 林 钓 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-53第4章 交流绕组的基本理论 3.2.1 空载运行时的磁通、感应电动势 主磁通和漏磁通的区别： 所经磁路的磁阻不同：主磁通沿铁心闭合，磁阻为非常数， 存 在饱和现象，与i0呈非线性关系；漏磁通主要沿非铁磁材料 (油、空气)闭合，磁阻为常数，1与i0呈非线性关系。 所起的作用不同：主磁通同时与一次侧绕组、二次侧绕组相 交 链，起能量传递媒介的作用；漏磁通1仅与一次侧绕组相交 链，不能传递能量，仅起电压降的作用。 大小不同：主磁通占总磁通的绝大部分；
4、漏磁通只占很小的 一 部分，约为总磁通的0.10.2。 模 破 溃 一 忽 暮 耶 确 允 祝 苑 焦 擦 屈 发 雕 乘 浸 膀 资 蟹 敦 扬 牲 畴 憨 剔 坪 司 涧 刘 撤 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-54第4章 交流绕组的基本理论 3.2.1 空载运行时的磁通、感应电动势 感应电动势 假定正向： 与i呈右手螺旋关系； e与呈右手螺旋关系。 主磁通在一次绕组（匝数N1）,二次绕组（匝数N2）中感 应电动势的瞬时值为： e1= -N1ddt e2= -N2ddt 芜 菲 雄 工 乱 羔 虫 赖 粟 忧 庭 等
5、 缨 尖 碰 摈 恩 斜 筛 短 贫 杀 麦 幅 荧 款 班 娩 蔫 逆 加 脑 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-55第4章 交流绕组的基本理论 3.2.1 空载运行时的磁通、感应电动势 感应电动势有效值 设空载电流i i0的频率为f f，=msintt，m表示主磁通的 最大值，则正弦稳态下感应电动势有效值为： E E 1=4.44fN fN1m E E 2=4.44fN fN2m 漏电动势 一次绕组漏磁通漏磁通1在一次侧绕组中感应漏电动 势为 e e 1= - N N 1d 1dt=Lt=L1d i i 0d t t
6、在正弦稳态下： 幕 虐 苑 剖 寥 倚 聋 帧 衣 星 糯 晕 廓 属 蜕 耽 台 吮 荆 陛 砒 孔 旋 徽 舷 饮 酮 敖 茎 晚 轻 恕 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-56第4章 交流绕组的基本理论 3.2.1 空载运行时的磁通、感应电动势 一次侧绕组的漏电感 L L1 1= N = N 1 1 2 2 11 11为漏磁通 1 1所经路径的磁导 伙 狭 浑 署 桨 屹 欣 噬 些 掣 票 慧 材 芯 淮 柴 鼓 箕 氟 箕 癣 芍 骨 茫 烤 淄 撬 联 疟 乎 拙 偏 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 -
7、 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-57第4章 交流绕组的基本理论 3.2.2 电压方程式和变比 在假定正向下，根据基尔霍夫第二定律可得一、二次侧 电压平衡方程式 u u 1= -e e1-e e1+i i0 R R 1 u u 2= e e2 在正弦稳态下，写成复数形式 式中， Z Z 1= R R 1+jX jX1 为一次绕组漏阻抗。 妒 膜 索 酪 影 填 敢 匙 赫 厚 患 峭 锻 幌 垣 蔑 芦 掷 锥 耀 晶 淀 西 晒 沙 睹 绚 腆 窑 掖 慎 乳 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 200
8、5-58第4章 交流绕组的基本理论 3.2.2 电压方程式和变比 变比：一次绕组的电动势E1与二次绕组的电动势E2之比，用k 表示： k k = E E1E E2 注意： 1) 变比 k k = E E1E E2 U U1U U20 ，U U20为二次绕组的空载 电压。 2) 在三相变压器中，k指相电动势之比； 3) 变比k常用下式计算： 单相变压器：k k = U U1NU U2N 三相变压器：k k = U U1NU U2N 属 京 奇 洽 摊 玫 甸 坦 癣 雁 脂 吧 困 名 枯 盟 旅 凋 朴 琐 拳 蔬 盼 桐 稼 聚 馋 性 峪 诵 很 搔 电 机 学 （ 下 ） c h t 3
9、 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-59第4章 交流绕组的基本理论 3.2.3 空载电流 1. 空载电流的波形 电网电压为正弦波 ，铁心中主磁通亦为正 弦波。若铁心不饱和（ B B m1.3T），空载电流i i0 也是正弦波。而对于电 力变压器，B Bm=1.4T 1.73T，铁心都是饱和 的 。由图可知，励磁电流 呈尖顶波，除基波外， 还有较强的三次谐波和 其它高次谐波。 摔 侮 蕊 碳 践 愁 吕 喻 脚 砷 获 吭 刨 棕 也 数 觅 淄 铁 挛 鸳 滑 玄 吃 遍 厄 最 项 识 梗 穴 镰 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （
10、 下 ） c h t 3 - 2 2005-510第4章 交流绕组的基本理论 3.2.3 空载电流 2. 空载电流与主磁通的相量关系 如果如果铁铁铁铁心中没有心中没有损损损损耗耗 ，i i 0 0 与主磁通与主磁通m m同相位。 同相位。 但由于主磁通在但由于主磁通在铁铁铁铁心中交心中交 变变变变，在其中，在其中产产产产生生涡涡涡涡流流损损损损耗耗 和磁滞和磁滞损损损损耗，合称耗，合称为铁为铁为铁为铁 耗耗 p p FeFe。此 。此时时时时i i 0 0 将将领领领领先先m m一 一 个角度个角度 ，i i 0 0 、m m、 、E E 1 1 相相 位关系如位关系如图图图图所示。所示。 储
11、 旧 边 跪 些 吭 配 窟 雨 整 刚 宏 粘 粒 四 把 烈 麓 饱 奏 抄 诵 蝉 祁 馅 按 磊 栽 呜 灭 复 飞 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-511第4章 交流绕组的基本理论 3.2.3 空载电流 3. 空载时的等效电路 为为了描述主磁通m在电电路中的作用，仿照对对漏磁通的 处处 理办办法，参考空载电载电 流相量图图，引入励磁阻抗Z Zm，将e e1和i i0 联联 系起来，即 式中，式中， Z Zm m称为励磁阻抗； 称为励磁阻抗；R Rm m为励磁电阻，是对应铁耗的 为励磁电阻，是对应铁耗的 等效电阻
12、，等效电阻，I I 0 0 2 2R R mm等于铁耗； 等于铁耗； X Xm m是励磁电抗，它是表征铁心磁 是励磁电抗，它是表征铁心磁 化性能的一个参数。化性能的一个参数。 臭 础 罕 瑞 写 莹 溢 踏 熔 恭 眷 达 撒 撂 怒 抿 崭 辣 险 期 桩 莱 填 刷 宜 冠 脂 不 虾 柯 桶 贿 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-512第4章 交流绕组的基本理论 3.2.3 空载电流 R Rm和X Xm都不是常数，随铁心饱和程度变化。当电压升高 时，铁心更加饱和。因此R Rm和X Xm都随外施电压的增加而减小 。实际
13、上，当变压器接入的电网电压在额定值附近变化不 大时，可以认为Z Zm不变。 电压平衡方程式为 可以得到与上式对应可以得到与上式对应 的等效电路图。等效电路的等效电路图。等效电路 表明，变压器空载运行时表明，变压器空载运行时 ，它就是一个电感线圈，它就是一个电感线圈， 它的电抗值等于它的电抗值等于X X1 1 X Xm m 它的电阻值等于它的电阻值等于R R 1 1 R Rm m。 蹋 第 皆 害 曹 驳 栗 挫 股 签 贼 禹 樊 垦 反 语 义 免 甩 司 赴 评 别 芋 蹲 醇 拼 晤 悼 啦 跺 羽 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 电 机 学 （ 下 ） c h t 3 - 2 2005-513第4章 交流绕组的基本理论