電工學(xué)少學(xué)時(shí)第五章PPT課件

1、1,第 5 章 變壓器,2,5.1 磁路,5.2 電磁鐵,5.4 變壓器的基本結(jié)構(gòu),5.3 變壓器的工作原理,5.7 自耦變壓器,5.5 三相變壓器,5.9 繞組的極性,第5章 變壓器,5.6 儀用互感器,5.8 三繞組變壓器,3,5.1 磁路,5.1 磁場(chǎng)的基本物理量,1、磁感應(yīng)強(qiáng)度B : 表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向: 與電流的方向之間符合右手螺旋定則,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的單位: 特斯拉(T,均勻磁場(chǎng): 各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等，方向相同的 磁場(chǎng)，也稱勻強(qiáng)磁場(chǎng),4,2、磁通,磁通 ：穿過(guò)垂直于B方向的面積S中的磁力線總數(shù),說(shuō)明: 如果不是均勻磁場(chǎng)，則

2、取B的平均值,在均勻磁場(chǎng)中 = B S 或 B= /S,磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上可以看成為與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積所通過(guò)的磁通,故又稱磁通密度,磁通 的單位:韋伯(Wb,3、磁場(chǎng)強(qiáng)度,磁場(chǎng)強(qiáng)度H ：介質(zhì)中某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 與介質(zhì) 磁導(dǎo)率 之比,磁場(chǎng)強(qiáng)度H的單位 ：安培/米（A/m,5,真空的磁導(dǎo)率為常數(shù)，用 0表示，有,4、磁導(dǎo)率,磁導(dǎo)率 ：表示磁場(chǎng)媒質(zhì)磁性的物理量，衡量物質(zhì) 的導(dǎo)磁能力,相對(duì)磁導(dǎo)率 r： 任一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率 和真空的磁導(dǎo)率0的比值,磁導(dǎo)率 的單位：亨/米（H/m,6,5. 2 物質(zhì)的磁性能,1. 非磁性物質(zhì),非磁性物質(zhì)分子電流的磁場(chǎng)方向雜亂無(wú)章，幾乎不受外磁場(chǎng)的影響而互相抵消

3、，不具有磁化特性。 非磁性材料的磁導(dǎo)率都是常數(shù)，有,所以磁通 與產(chǎn)生此磁通的電流 I 成正比，呈線性關(guān)系,當(dāng)磁場(chǎng)媒質(zhì)是非磁性材料時(shí)，有,即 B與 H 成正比，呈線性關(guān)系,由于,0 r 1,B = 0 H,I,7,2. 磁性物質(zhì),磁性物質(zhì)內(nèi)部形成許多小區(qū)域，其分子間存在的一種特殊的作用力使每一區(qū)域內(nèi)的分子磁場(chǎng)排列整齊，顯示磁性，稱這些小區(qū)域?yàn)榇女?在外磁場(chǎng)作用下，磁疇方向發(fā)生變化，使之與外磁場(chǎng)方向趨于一致，物質(zhì)整體顯示出磁性來(lái)，稱為磁化。即磁性物質(zhì)能被磁化,磁 疇,外 磁 場(chǎng),在沒(méi)有外磁場(chǎng)作用的普通磁性物質(zhì)中，各個(gè)磁疇排列雜亂無(wú)章，磁場(chǎng)互相抵消，整體對(duì)外不顯磁性,磁 疇,8,5.2.1磁性材料的

4、磁性能,1 高導(dǎo)磁性,磁性材料的磁導(dǎo)率通常都很高，即 r 1 (如坡莫合金，其 r 可達(dá) 2105 ) 。 磁性材料能被強(qiáng)烈的磁化，具有很高的導(dǎo)磁性能,磁性材料主要指鐵、鎳、鈷及其合金等,磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心,磁性物質(zhì)的高導(dǎo)磁性被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，如電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件的線圈中都放有鐵心。在這種具有鐵心的線圈中通入不太大的勵(lì)磁電流，便可以產(chǎn)生較大的磁通和磁感應(yīng)強(qiáng)度,9,在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其它物質(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過(guò)鐵心形成閉合通路，

5、磁通的閉合路徑稱為磁路,直流電機(jī)的磁路,交流接觸器的磁路,10,磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無(wú)限的增強(qiáng),2 磁飽和性,磁性物質(zhì)由于磁化所產(chǎn)生的磁化磁場(chǎng)不會(huì)隨著外磁場(chǎng)的增強(qiáng)而無(wú)限的增強(qiáng)。當(dāng)外磁場(chǎng)增大到一定程度時(shí)，磁性物質(zhì)的全部磁疇的磁場(chǎng)方向都轉(zhuǎn)向與外部磁場(chǎng)方向一致，磁化磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將趨向某一定值。如圖,初始磁化曲線,11,B-H 磁化曲線的特征： Oa段：B 與H幾乎成正比地增加； ab段： B 的增加緩慢下來(lái)； b點(diǎn)以后：B增加很少，達(dá)到飽和,O,H,B,B,a,b,有磁性物質(zhì)存在時(shí)，B 與 H不成 正比，磁性物質(zhì)的磁導(dǎo)率不是常數(shù)，隨H而變,有磁性物質(zhì)存在時(shí)，與

6、I 不成正比,磁化曲線,12,3 磁滯性,磁性材料在交變磁場(chǎng)中反復(fù)磁化，其B-H關(guān)系曲線是一條回形閉合曲線，稱為磁滯回線,磁滯性：磁性材料中磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化總是滯后于 外磁場(chǎng)變化的性質(zhì),磁滯回線,Br,Hc,剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br (剩磁) ： 當(dāng)線圈中電流減小到零(H=0)時(shí)，鐵心中的磁感應(yīng)強(qiáng)度,矯頑磁力Hc： 使 B = 0 所需的 H 值,磁性物質(zhì)不同，其磁滯回線和磁化曲線也不同,13,按磁性物質(zhì)的磁性能，磁性材料分為三種類型： (1)軟磁材料 具有較小的矯頑磁力，磁滯回線較窄。一般用來(lái)制造電機(jī)、電器及變壓器等的鐵心。常用的有鑄鐵、硅鋼、坡莫合金即鐵氧體等。 (2)永磁材料 具有較大的矯頑磁

7、力，磁滯回線較寬。一般用來(lái)制造永久磁鐵。常用的有碳鋼及鐵鎳鋁鈷合金等。 (3)矩磁材料 具有較小的矯頑磁力和較大的剩磁，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性良好。在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件、開(kāi)關(guān)元件和邏輯元件。常用的有鎂錳鐵氧體等,14,式中：F=NI 為磁通勢(shì)，由其產(chǎn)生磁通； Rm 稱為磁阻，表示磁路對(duì)磁通的阻礙作用； l 為磁路的平均長(zhǎng)度； S 為磁路的截面積,三. 磁路的歐姆定律,若某磁路的磁通為，磁通勢(shì)為F ，磁阻為Rm，則,即有,此即磁路的歐姆定律,15,1. 磁路分析的特點(diǎn),1)在處理電路時(shí)不涉及電場(chǎng)問(wèn)題，在處理磁路時(shí)離不開(kāi)磁場(chǎng)的概念,2)在處理電路時(shí)一般可以不考慮漏電流，在處理磁路時(shí)一

8、般都要考慮漏磁通,3)磁路歐姆定律和電路歐姆定律只是在形式上相似。由于 不是常數(shù)，其隨勵(lì)磁電流而變，磁路歐姆定律不能直接用來(lái)計(jì)算，只能用于定性分析,4)在電路中，當(dāng) E=0時(shí)，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，當(dāng) F=0 時(shí)， 不為零,16,5.2 電磁鐵,1. 概述,電磁鐵是利用通電的鐵心線圈吸引銜鐵或保持某種機(jī)械零件、工件于固定位置的一種電器。當(dāng)電源斷開(kāi)時(shí)電磁鐵的磁性消失，銜鐵或其它零件即被釋放。電磁鐵銜鐵的動(dòng)作可使其它機(jī)械裝置發(fā)生聯(lián)動(dòng),根據(jù)使用電源類型分為,直流電磁鐵：用直流電源勵(lì)磁,交流電磁鐵：用交流電源勵(lì)磁,17,5.2 電 磁 鐵,電磁鐵的常見(jiàn)結(jié)構(gòu)形式,電磁鐵的種類： 直流電磁鐵、交

9、流電磁鐵,18,一、直流電磁鐵,U I N I,1) 電壓與電流的關(guān)系,2) 線圈的功率： P = R I 2,1. 直流鐵心線圈電路,19,一、直流電磁鐵,2. 電磁吸力 線圈通電后，產(chǎn)生主磁通。鐵心和銜鐵被磁化，在它們的兩端形成N極和S極，從而產(chǎn)生電磁吸力F,I 不變,F,銜鐵吸合后磁阻,20,二、交流電磁鐵,1、電磁關(guān)系,磁通勢(shì),主磁通 ：通過(guò)鐵心閉合的磁通,漏磁通：經(jīng)過(guò)空氣或其它非導(dǎo)磁媒質(zhì)閉合的磁通,線圈,鐵心,i,鐵心線圈的漏磁電感,與i不是線性關(guān)系,21,2、電壓電流關(guān)系,根據(jù)KVL,式中：R是線圈導(dǎo)線的電阻,L 是漏磁電感,當(dāng) u 是正弦電壓時(shí)，其它各電壓、電流、電動(dòng)勢(shì)可視作正弦

10、量，則電壓、電流關(guān)系的相量式為,Z 是漏磁阻抗,22,設(shè)主磁通 根據(jù)電磁感應(yīng)定律,有效值,由于線圈電阻 R 和感抗X（或漏磁通）較小，其電壓降也較小，與主磁電動(dòng)勢(shì) E 相比可忽略，故有,式中：Bm是鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，單位T； S 是鐵心截面積，單位m2,23,忽略漏阻抗，有,則,當(dāng) U 、f 一定時(shí)， m 基本不變。 (2) 功率 視在功率: S = U I 無(wú)功功率: Q = S sin 有功功率: P = S cos = PCuPFe,銅損耗,鐵損耗,RI2 +( PhPe,磁滯損耗,渦流損耗,24,3、功率損耗,交流鐵心線圈的功率損耗主要有銅損和鐵損兩種,1. 銅損（Pcu,在交

11、流鐵心線圈中, 線圈電阻R 上的功率損耗稱銅損，用Pcu 表示,Pcu = RI2,式中：R是線圈的電阻；I 是線圈中電流的有效值,2. 鐵損（PFe,在交流鐵心線圈中，處于交變磁通下的鐵心內(nèi)的功率損耗稱鐵損，用PFe 表示,鐵損由磁滯和渦流產(chǎn)生,25,1）磁滯損耗（Ph,由磁滯所產(chǎn)生的能量損耗稱為磁滯損耗（Ph,磁滯損耗的大?。?交變磁化一周在鐵心的單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的磁滯損耗能量與磁滯回線所包圍的面積成正比,磁滯損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱,減少磁滯損耗的措施： 選用磁滯回線狹小的磁性材料制作鐵心。變壓器和電機(jī)中使用的硅鋼等材料的磁滯損耗較低,26,2)渦流損耗（Pe,渦流損耗: 由渦流所產(chǎn)

12、生的功率損耗,渦流：交變磁通在鐵心內(nèi)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流，稱為渦流。渦流在垂直于磁通的平面內(nèi)環(huán)流,渦流損耗轉(zhuǎn)化為熱能，引起鐵心發(fā)熱,減少渦流損耗措施,提高鐵心的電阻率。鐵心用彼此絕緣的鋼片疊成，把渦流限制在較小的截面內(nèi),鐵心線圈交流電路的有功功率為,27,1) 變化 f 變化 電磁吸力用平均值衡量。 m 不變 Fm 不變。 (2) 銜鐵吸合后磁阻 起動(dòng)電流 工作電流,4. 電磁吸力,m 不變,磁通勢(shì) 勵(lì)磁電流,平均吸力,28,1) 交流電磁鐵的吸力在零與最大值之間脈動(dòng)。銜鐵以兩倍電源頻率在顫動(dòng)，引起噪音，同時(shí)觸點(diǎn)容易損壞。為了消除這種現(xiàn)象，在磁極的部分端面上套一個(gè)分磁環(huán)（或稱短路環(huán)），工作時(shí)，

13、在分磁環(huán)中產(chǎn)生感應(yīng)電流，其阻礙磁通的變化，在磁極端面兩部分中的磁通 1 和 2 之間產(chǎn)生相位差，因而兩部分的吸力不同時(shí)為零，實(shí)現(xiàn)消除振動(dòng)和噪音，如圖所示；而直流電磁鐵吸力恒定不變,綜合上述,2) 交流電磁鐵中,為了減少鐵損，鐵心由鋼片疊成；直流電磁鐵的磁通不變，無(wú)鐵損，鐵心用整塊軟鋼制成,29,4) 直流電磁鐵的勵(lì)磁電流僅與線圈電阻有關(guān)，在吸合過(guò)程中，勵(lì)磁電流不變,3) 在交流電磁鐵中，在其吸合過(guò)程中，隨著磁路氣隙的減小，磁阻減小，電流減小。如果銜鐵被卡住，通電后銜鐵吸合不上，電流較大，將使線圈嚴(yán)重發(fā)熱甚至燒毀,4. 電磁鐵的應(yīng)用,電磁鐵在生產(chǎn)中獲得廣泛應(yīng)用。其主要應(yīng)用原理是：用電磁鐵銜鐵的動(dòng)

14、作帶動(dòng)其他機(jī)械裝置運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生機(jī)械連動(dòng)，實(shí)現(xiàn)控制要求,30,應(yīng)用實(shí)例 圖示為應(yīng)用電磁鐵實(shí)現(xiàn)制動(dòng)機(jī)床或起重機(jī)電動(dòng)機(jī)的基本結(jié)構(gòu)，其中電動(dòng)機(jī)和制動(dòng)輪同軸。原理如下,通 電,電磁鐵 動(dòng)作,拉開(kāi) 彈簧,抱閘 提起,松開(kāi) 制動(dòng)輪,電機(jī) 轉(zhuǎn)動(dòng),斷 電,電磁鐵 釋放,彈簧 收縮,抱閘 抱緊,抱緊 制動(dòng)輪,電機(jī) 制動(dòng),啟動(dòng)過(guò)程,制動(dòng)過(guò)程,31,例5.2.1,一個(gè)鐵心線圈，加上12V直流電壓時(shí)， 電流為1A；加上110V交流時(shí)，電流為2A，消耗 的功率為88W。求后一種情況線圈的銅損耗、 鐵損耗和功率因數(shù)。 解,1) 線圈施加直流電壓時(shí),12,2) 線圈施加交流電壓時(shí)： PCu = RI2,1222 W,48 W,

15、PFe = PPCu,(8848) W,40W,0.4,32,一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合,5.3 變壓器的工作原理,33,1) 空載運(yùn)行情況,1. 電磁關(guān)系,一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開(kāi)路,空載時(shí)，鐵心中主磁通是由一次繞組磁通勢(shì)產(chǎn)生的,34,2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況,1. 電磁關(guān)系,一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載,有載時(shí)，鐵心中主磁通是由一次、二次繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生的合成磁通,35,2. 電壓變換（設(shè)加正弦交流電壓,有效值,同 理,主磁通按正弦規(guī)律變化，設(shè)為 則,變壓器 一次、二次側(cè)繞組的電動(dòng)勢(shì)之比稱為變壓器的電壓比,1) 一次、二次側(cè)主磁通感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),36,根據(jù)KVL,變壓器一次側(cè)

16、等效電路如圖,由于電阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動(dòng)勢(shì) E1比較可忽略不計(jì)，則,2) 一次、二次側(cè)電壓,式中 R1 為一次側(cè)繞組的電阻; X1=L1 為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生,37,對(duì)二次側(cè)，根據(jù)KVL,結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓,式中 R2 為二次繞組的電阻; X2=L2 為二次繞組的感抗； 為二次繞組的端電壓,變壓器空載時(shí),式中U20為變壓器空載電壓,故有,38,一般取高壓繞組的電壓與低壓繞組的電 壓之比,規(guī)定: 當(dāng) U1 = U1N 時(shí),U1N,U2N,即：k1,U20 = U2N,如銘牌上標(biāo)注,電壓 10000 / 230

17、V,變壓器銘牌參數(shù)： 額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開(kāi)路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值,U1N ，一次繞組的額定電壓 U2N，一次繞組加上額定電壓時(shí)，二次側(cè)空載時(shí)的電壓,一般 U2N 比滿載時(shí)的 電壓高 5% 10,39,3）、變壓器的外特性,當(dāng)一次側(cè)電壓 U1和負(fù)載功率因數(shù) cos2保持不變時(shí)，二次側(cè)輸出電壓 U2和輸出電流 I2的關(guān)系，U2 = f (I2,U20：一次側(cè)加額定電壓、二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，二次側(cè)的輸出電壓,一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2 變化不大），電壓變化率約在23%左右,電壓變化率,40,例5.3.1 某單相變壓器的額定電壓為 10 000/23

18、0 V 接在 10 000 V 的交流電源上向一電感性負(fù)載供電，電壓 調(diào)整率為 0.03，求變壓器的電壓比、空載和滿載時(shí)的二 次電壓,解 變壓器的電壓比為,空載時(shí)的二次電壓為 U20 = U2N = 230 V 滿載時(shí)的二次電壓為 U2 = U2N (1 VR ) = 230(1 0.03) V = 223 V,41,3. 電流變換,一次、二次側(cè)電流關(guān)系,有載運(yùn)行,可見(jiàn)，鐵心中主磁通的最大值m在變壓器空載和有載時(shí)近似保持不變。即有,不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有,由上式，若U1、 f 不變，則 m 基本不變，近于常數(shù),空載,有載,42,或,結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝

19、數(shù)成反比,磁勢(shì)平衡式,空載磁勢(shì),有載磁勢(shì),43,224A,5.15A,例5.3.1,某單相變壓器的額定電壓為10000/230V， 接在10000V的交流電源上向一電感性負(fù)載供電， 電壓調(diào)整率為0.03。當(dāng)|ZL |=0.966時(shí)，變壓器正好滿載。求該變壓器的電流,44,4. 阻抗變換,由圖可知,結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍,45,一只電阻為 8的揚(yáng)聲器（喇叭），需要 把電阻提高到 800才可以接入半導(dǎo)體收音機(jī)的輸 出端。問(wèn)：應(yīng)該利用電壓比為多大的變壓器才能 實(shí)現(xiàn)這一阻抗匹配。 解,例5.3.3,10,RL = k2 R,上一節(jié),下一節(jié),上一頁(yè),下一頁(yè)

20、,返 回,46,1) 變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為,解,例1: 如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì) E= 120V，內(nèi)阻 R 0=800，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8。（1）當(dāng)RL折算到原邊的等效電阻 時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)源輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí),信號(hào)源輸出多大功率,47,信號(hào)源的輸出功率,電子線路中，常利用阻抗匹配實(shí)現(xiàn)最大輸出功率,結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高,原因：滿足了最大功率輸出的條件,2）將負(fù)載直接接到信號(hào)源上時(shí)，輸出功率為,48,5 變壓器的功率關(guān)系,一次繞組的視在功率,S1 = U1I1,二次繞組的視在功率,S2 = U2I2,變壓器的額定容量,SN =

21、U2NI2N,U1NI1N,輸入功率,P1 = U1I1cos1,輸出功率,P2 = U2I2cos2,變壓器的損耗,P = P1 P2,PCu + PFe,49,不變損耗,PFe = Ph+Pe,鐵損耗,上一節(jié),下一節(jié),上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,銅損耗,PCu = R1I12 + R2I22,可變損耗,銅損 (PCu) ：繞組導(dǎo)線電阻的損耗,渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感 應(yīng)電流(渦流)造成的損耗,鐵損(PFe,變壓器的效率為,輸出功率,輸入功率,一般 95% ,負(fù)載為額定負(fù)載的(5075)%時(shí)，最大,50,一變壓器容量為10kVA，鐵耗為300W， 滿載時(shí)的銅耗為400W。求該變壓器在滿

22、載時(shí)向 功率因數(shù)為 0.8 的負(fù)載供電時(shí)輸入和輸出的有功 功率及效率。 解,例5.3.4,忽略電壓變化率，則,P2 = SN cos2,101030.8 W,8 kW,P = PCu + PFe,(300 + 400) W,0.7 kW,P1 = P2 + P,(8 + 0.7) kW,8.7 kW,92 ,上一節(jié),下一節(jié),上一頁(yè),下一頁(yè),返 回,51,5.4 變壓器的基本結(jié)構(gòu),一、主要部件,1. 鐵心 用硅鋼片疊成。 2. 繞組（線圈） 高壓繞組和低壓繞組同心地套在鐵心上。 3. 其他 油箱、油、儲(chǔ)油柜、絕緣套管、保護(hù)設(shè)備等,52,1. 按相數(shù)分類 三相變壓器、單相變壓器。 2. 按每相繞組

23、的個(gè)數(shù)分類 雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器。 3. 按結(jié)構(gòu)分類 心式變壓器、殼式變壓器。 3. 按冷卻方式分類 干式變壓器、油浸式變壓器,二、主要種類,53,心式變壓器,殼式變壓器,54,S9 型 10 kV 三相油浸配電變壓器,55,樹(shù)脂澆注干式變壓器,56,2) 三相繞組的聯(lián)結(jié)方式： GB: Y,yn Y,d YN,d Y,y YN,y,1) 三相電壓變換的方式： 采用三臺(tái)單相變壓器,三相心式變壓器,常用的三種,高壓繞組接法,低壓繞組接法,5.5 三相電壓的變換,57,5.5 三相變壓器,1. 三相組式變壓器,特點(diǎn)：三相之間只有電的聯(lián)系，沒(méi)有磁的聯(lián)系,58,2. 三相心式變壓器,特

24、點(diǎn)：三相之間既有電的聯(lián)系，又有磁的聯(lián)系,59,三相電壓的變換,1) 三相變壓器的結(jié)構(gòu),高壓繞組： A-X B-Y C-Z,X、Y 、Z ：尾端,A、B、C ：首端,低壓繞組： a-x b-y c-z,a、b、c：首端,x、y、z：尾端,2) 三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式,高壓繞組接法,低壓繞組接法,三相配電變壓器,動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明,常用接法,60,1）三相變壓器Y/yn聯(lián)結(jié),線電壓之比,三相配電變壓器,61,2）三相變壓器Y/聯(lián)結(jié),線電壓之比,動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明,62,1） 變壓器的型號(hào),變壓器的銘牌和技術(shù)數(shù)據(jù),63,額定值,額定電壓 U1N、U2N 變壓器二次側(cè)開(kāi)路（空載）時(shí)，一次、二次側(cè)

25、繞組允許的電壓值,額定電流 I1N、I2N 變壓器滿載運(yùn)行時(shí)，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值,64,額定容量 SN 傳送功率的最大能力,容量 SN 輸出功率 P2,一次側(cè)輸入功率 P1 輸出功率 P2,注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系（單相,效率,變壓器運(yùn)行時(shí)的功率取決于負(fù)載的性質(zhì),額定值,65,某三相變壓器SN=50kVA，U1N/U2N =10000/400 V，Y/D聯(lián)結(jié)，向2=cos2 =0.9的 感性負(fù)載供電，滿載時(shí)二次繞組的電壓為380V。 求：(1) 滿載時(shí)一、二次繞組的線電流、相電流； (2) 輸出的有功功率。 解,例5.5.1,1,2.9 A,72.2 A,I1p = I1N = 2

26、.9 A,41.7 A,66,2,42.8 kW,67,5.6 儀用互感器,一、電壓互感器,國(guó)產(chǎn)互感器： U2N = 100 V,1. 工作原理 空載運(yùn)行的降壓變壓器,68,二次側(cè)不能短路， 以防產(chǎn)生過(guò)流； 2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在 絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓,使用注意事項(xiàng),被測(cè)電壓=電壓表讀數(shù) N1/N2,2.電壓互感器,實(shí)現(xiàn)用低量程的電壓表測(cè)量高電壓,69,二、電流互感器,1. 工作原理 短路運(yùn)行的升壓變壓器,國(guó)產(chǎn)互感器： I2N = 5 A,1 2 匝,70,被測(cè)電流=電流表讀數(shù) N2/N1,二次側(cè)不能開(kāi)路， 以防產(chǎn)生高電壓； 2. 鐵心、低壓繞組的 一端接地，以防在 絕緣損壞時(shí)，在二次側(cè)出現(xiàn)過(guò)壓,使用注意事項(xiàng),2.電流互感器,實(shí)現(xiàn)用低量程的電流表測(cè)量大電流,71,5.7 自耦變壓器,一、結(jié)構(gòu),手柄,接線柱,調(diào)壓器,72,二、工作原理,降壓自耦變壓器,升壓自耦變壓器,忽略漏阻抗，則,73,使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：一次、二次側(cè)千萬(wàn)不能對(duì)調(diào)使用，以防變壓器損壞。因?yàn)镹變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加,1.自耦變壓器,74,5.8 三繞組變壓器,有三個(gè)繞組