建筑電工學(xué)第四章

1、第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器分析與思考分析與思考教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求練習(xí)題練習(xí)題返回主頁返回主頁第第 4 章章 磁磁 路路 與與 變變 壓壓 器器4.1 磁路磁路4.2 交流交流鐵心線圈鐵心線圈4.3 電磁鐵電磁鐵4.4 單相變壓器單相變壓器4.5 三相變壓器三相變壓器4.6 特殊變壓器特殊變壓器第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器4.1 磁磁 路路(一一) 磁場(chǎng)的基本物理量磁場(chǎng)的基本物理量電流電流 磁場(chǎng)磁場(chǎng)用磁場(chǎng)線描述用磁場(chǎng)線描述磁通磁通:A 與磁場(chǎng)線垂直的某面積（與磁場(chǎng)線垂直的某面積（m m2 ) )AB =（T） 通過磁場(chǎng)中某一面積的磁場(chǎng)線的總數(shù)。

2、通過磁場(chǎng)中某一面積的磁場(chǎng)線的總數(shù)。單位：單位：Wb。 (1) 磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度 B：表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量理量，矢量。矢量。其數(shù)值其數(shù)值 B 表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，表示磁場(chǎng)的強(qiáng)弱，其方向表示磁場(chǎng)的方向。其方向表示磁場(chǎng)的方向。在均勻磁場(chǎng)中：在均勻磁場(chǎng)中： 磁通密度磁通密度下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)B大小相等，方向相同，則為均勻磁場(chǎng)大小相等，方向相同，則為均勻磁場(chǎng)第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器H ：矢量。矢量。0 = 4107 H / mBH=方向與方向與 B 的方向相同。的方向相同。單位：單位

3、：A/m。 磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率： 真空中的磁導(dǎo)率真空中的磁導(dǎo)率:(2) 磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度 H，計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)引入的物理量，計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)引入的物理量H 的大?。旱拇笮。褐慌c產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流大小成正只與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流大小成正比，與介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。比，與介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。B 的大?。旱拇笮。翰粌H與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流大小有關(guān)，不僅與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流大小有關(guān)，還與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。還與介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。（H / m）下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回0r 0BB HH0 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(二二) 物質(zhì)的磁性能物質(zhì)的磁性能 非磁性物質(zhì)（非鐵磁物質(zhì)）非磁性物質(zhì)（非鐵磁物質(zhì)）0 順

4、磁物質(zhì)、順磁物質(zhì)、 磁性物質(zhì)（非鐵磁物質(zhì)）磁性物質(zhì)（非鐵磁物質(zhì)）(1) 高導(dǎo)磁性高導(dǎo)磁性0 鑄鋼：鑄鋼： 1 0000 硅鋼片：硅鋼片： (6 000 7 000)0反磁物質(zhì)。反磁物質(zhì)。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回4第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器BH0初始磁化曲線初始磁化曲線(2) 磁飽和性磁飽和性 不是常數(shù)不是常數(shù)(3) 磁滯性磁滯性BH0HmBr剩磁剩磁HC矯頑磁力矯頑磁力HmBrHC 磁滯回線磁滯回線BH0基本磁化曲線基本磁化曲線下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器硬磁物質(zhì)硬磁物質(zhì): 磁性物

5、質(zhì)的分類：磁性物質(zhì)的分類：磁滯回線很寬，磁滯回線很寬，Br 大、大、HC 大。常大。常用來制造永久磁鐵。用來制造永久磁鐵。軟磁物質(zhì)：軟磁物質(zhì)：磁滯回線很窄，磁滯回線很窄，Br 小、小、HC 小。小。常用來制造變壓器、電機(jī)和接觸常用來制造變壓器、電機(jī)和接觸器等的鐵心。器等的鐵心。矩磁物質(zhì)：矩磁物質(zhì)：磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性好，磁滯回線接近矩形，穩(wěn)定性好，Br 大、大、HC 小?？勺饔洃浽?、小。可作記憶元件、開關(guān)元件等開關(guān)元件等下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(三三) 磁路歐姆定律磁路歐姆定律用于定性分析磁路。用于定性分析磁路。BC

6、 =ACB0 =A0HC = BCCC AC=H0 = B000 A0=下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回4第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器全電流定律全電流定律:H dl = I左邊=H dl = =H dl = HC lC + H 0 l0lCC AC=( + l 00 A0)Rm = Rmc + Rm0令：令：Rmc =lCC ACl 00 A0Rm0 = +lCC ACl 00 A0 鐵心的磁阻鐵心的磁阻 空氣隙的磁阻空氣隙的磁阻磁路的磁阻：磁路的磁阻：下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器右邊右邊=

7、 I = N I 磁路的磁通勢(shì)磁路的磁通勢(shì)因此：因此： =N IRmRm = N I 磁路歐姆定律磁路歐姆定律C 0 Rm0 Rmc N I 一定時(shí)，一定時(shí)， 因因 Rm0 的存在，使的存在，使 大大減小。大大減小。若要保持一定的若要保持一定的，則需要大大增加，則需要大大增加 N I。下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器4.2 交流鐵心線圈交流鐵心線圈(一一) 直流直流鐵心線圈電路鐵心線圈電路電壓與電流的關(guān)系電壓與電流的關(guān)系: :URI =線圈消耗的功率：線圈消耗的功率：P = U I = R I 2上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一

8、頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(二二) 交流交流鐵心線圈電路鐵心線圈電路勵(lì)磁：勵(lì)磁：u i N i eedd t=Nd d t=Nd id t=L(1) (1) 電壓與電流關(guān)系電壓與電流關(guān)系設(shè)設(shè): : = =m sint則則: e =Nm cost = Nmsin(t90o) Em= Nm = 2f Nm上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回4第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器E = 4.44 f Nm漏磁通磁路對(duì)應(yīng)的電感：漏磁通磁路對(duì)應(yīng)的電感：NiL =漏電感（漏電抗）：漏電感（漏電抗）： X = L = 2f

9、LU = URE E=E + jL I + RI=E + (R + jL) I =E + Z I漏阻抗漏阻抗E =j4.44 f Nm上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回ielel+u交流鐵心線圈電路交流鐵心線圈電路第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器U =E 忽略漏阻抗，有：忽略漏阻抗，有：U4.44 f Nm=則：則：當(dāng)：當(dāng)： U 、f 一定時(shí)，一定時(shí)，m 基本不變?；静蛔?。(2) 功率功率:視在功率視在功率: S = U I無功功率無功功率: Q = S sin 有功功率有功功率: P = S cos =PCu + PFe銅損銅損鐵損鐵損= RI2

10、+(Ph + Pe )磁滯損耗磁滯損耗渦流損耗渦流損耗上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(a) 磁滯損耗磁滯損耗 Ph ：(b) 渦流損耗渦流損耗 Pe ： 銅損耗使線圈發(fā)熱，銅損耗使線圈發(fā)熱， 鐵損耗使鐵心發(fā)熱。鐵損耗使鐵心發(fā)熱。 減小鐵損耗的方法：減小鐵損耗的方法： 使用軟磁材料減小使用軟磁材料減小 Ph ； 增大鐵心的電阻率，增大鐵心的電阻率， 減小渦流及其損耗減小渦流及其損耗 ；用很薄的硅鋼片疊成鐵心，用很薄的硅鋼片疊成鐵心， 減小渦流及其損耗減小渦流及其損耗 。上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁0

11、.35mm0.30mm0.27mm0.22mm 渦流損耗渦流損耗(a) (b) 返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 一個(gè)鐵心線圈，加上一個(gè)鐵心線圈，加上 12 V 直流電直流電壓時(shí)，電流為壓時(shí)，電流為 1 A；加上；加上 110 V交流時(shí)，電流為交流時(shí)，電流為 2 A，消耗的功率為消耗的功率為 88 W。求后一種情況線圈的銅。求后一種情況線圈的銅損耗、鐵損耗和功率因數(shù)。損耗、鐵損耗和功率因數(shù)。 解解例例(1) 線圈施加直流電壓時(shí)：線圈施加直流電壓時(shí)： UIR = 121= 12 (2) 線圈施加交流電壓時(shí)：線圈施加交流電壓時(shí)： PCu = RI2=1222 W = 4

12、8 WPFe = P PCu= (8848) W = 40 W PU Icos = 881102= 0.4上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器4.3 電電 磁磁 鐵鐵上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 N8100207SBF 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)

13、下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回tsinm0 BB tFFtFtSBSBf cos22121sinsin 810810mm2m202m70207 N 161021d102m7m0SBFtfTFT O 81002m7mSBF 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器M3 上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和

14、 變變 壓壓 器器(一一) 單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)單相變壓器的基本結(jié)構(gòu)(1) 鐵心鐵心: 用硅鋼片疊成；用硅鋼片疊成；分鐵心柱和鐵軛兩部分。分鐵心柱和鐵軛兩部分。(2) 繞組（線圈）：繞組（線圈）： 接電源的繞組接電源的繞組 一次繞組，一次繞組， 接負(fù)載的繞組接負(fù)載的繞組 二次繞組；二次繞組；或或 工作電壓高的繞組工作電壓高的繞組 高壓繞組，高壓繞組， 工作電壓低的繞組工作電壓低的繞組 低壓繞組。低壓繞組。(3) 其他其他: 油箱、油、油枕、散熱器、保護(hù)設(shè)備等。油箱、油、油枕、散熱器、保護(hù)設(shè)備等。上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回4.4 單相變壓器單相變壓器第第 4 章章

15、 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 變壓器常用的結(jié)構(gòu)型式有兩種：變壓器常用的結(jié)構(gòu)型式有兩種：心式變壓器、殼式變壓器心式變壓器、殼式變壓器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回44第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回(二二) 單相變壓器的工作原理單相變壓器的工作原理（1）互感現(xiàn)象：）互感現(xiàn)象：在變壓器原、副線圈中由于有交變?cè)谧儔浩髟⒏本€圈中由于有交變電流而發(fā)生互相感應(yīng)的現(xiàn)象，叫做電流而發(fā)生互相感應(yīng)的現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象.（2）互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)）互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ) 變壓器通過閉合

16、鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實(shí)現(xiàn)了了 電能到磁場(chǎng)能再到電能的轉(zhuǎn)化電能到磁場(chǎng)能再到電能的轉(zhuǎn)化（3）變壓器只能工作在交流電路）變壓器只能工作在交流電路 如果變壓器接入直流電路，在鐵芯中不會(huì)產(chǎn)如果變壓器接入直流電路，在鐵芯中不會(huì)產(chǎn)生交變的磁通量，沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，所以變壓器生交變的磁通量，沒有互感現(xiàn)象出現(xiàn)，所以變壓器僅工作于交流電路僅工作于交流電路 利用利用電磁感應(yīng)原理電磁感應(yīng)原理將某一電壓的將某一電壓的交流電交流電變換變換成成頻率相同頻率相同的另一電壓的交流電的的另一電壓的交流電的變換裝置變換裝置。第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)

17、上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回44第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器E1 =j4.44 f N1m=E1 + Z1 I1U1 =E1 + (R1 + j X1) I1E2 =j4.44 f N2m=E2Z2 I2U2 = E2(R2 + j X2) I2 一次繞組的參數(shù)：一次繞組的參數(shù)： R1 (電阻電阻)、X1 (漏電抗漏電抗)、 Z1 (漏阻抗漏阻抗)。= ZLI2 二次繞組的參數(shù)：二次繞組的參數(shù)： R2 (電阻電阻)、 X2 (漏電抗漏電抗)、 Z2 (漏阻抗漏阻抗)。上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓

18、壓 器器U1=Z1I1E1(三三) 電壓變換電壓變換U2= E2 Z2I2E1E2電壓比電壓比: : = N1N2 E1E2k =U1U2=N1N2= k上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回結(jié)論結(jié)論: :第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 某單相變壓器的額定電壓為某單相變壓器的額定電壓為 10 000/230 V，接在，接在 10 000 V 的交流電源上向一電的交流電源上向一電感性負(fù)載供電。求變壓器的電壓比。感性負(fù)載供電。求變壓器的電壓比。 解解例例電壓比：電壓比：U1NU2Nk = 10 000230= 43.5上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一

19、頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(四四) 電流變換電流變換N1i1N2i2U1N E1 = 4.44 f N1mN1i0 U1N4.44 f N1m 磁通勢(shì)平衡方程：磁通勢(shì)平衡方程： N1I1 + N2I2 = N1I0 忽略忽略I0，則：，則：I1 = N2N1 I2 N1I1 + N2I2 = 0 I1I2 N2N1= 1k=上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回需要注意：需要注意：變壓器的電動(dòng)勢(shì)、電壓關(guān)系對(duì)有一個(gè)或幾個(gè)副變壓器

20、的電動(dòng)勢(shì)、電壓關(guān)系對(duì)有一個(gè)或幾個(gè)副線圈的變壓器都成立，而電流關(guān)系只適用于有一個(gè)線圈的變壓器都成立，而電流關(guān)系只適用于有一個(gè)副線圈的變壓器，若為多個(gè)副線圈的變壓器，電流副線圈的變壓器，若為多個(gè)副線圈的變壓器，電流和匝數(shù)的關(guān)系要從功率關(guān)系導(dǎo)出。和匝數(shù)的關(guān)系要從功率關(guān)系導(dǎo)出。 變壓器的電動(dòng)勢(shì)關(guān)系，電壓關(guān)系，電流關(guān)系是變壓器的電動(dòng)勢(shì)關(guān)系，電壓關(guān)系，電流關(guān)系是有效值（或最大值）間的關(guān)系，在某一瞬時(shí)其關(guān)系有效值（或最大值）間的關(guān)系，在某一瞬時(shí)其關(guān)系不成立不成立變壓器雖能改變電壓、電流，但不能改變功變壓器雖能改變電壓、電流，但不能改變功率和頻率，輸入功率總等于輸出的總功率，次級(jí)率和頻率，輸入功率總等于輸出的

21、總功率，次級(jí)交變電流的頻率總等于初級(jí)交變電流的頻率交變電流的頻率總等于初級(jí)交變電流的頻率第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(五五) 阻抗變換作用阻抗變換作用U1U2I1I2|ZL|忽略忽略 Z1、Z2 、 I0 ： = U1U2I2I1 = N1N2= k|ZL| =U1I1 = kU2I2/ kU2I2= k2= k2 | ZL | 等等 效效U1I1k2|ZL| 變壓器的阻抗變換變壓器的阻抗變換上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 結(jié)論：結(jié)論：

22、變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍。倍。 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)E=120V,內(nèi)阻內(nèi)阻 ，負(fù)載電阻，負(fù)載電阻 ， 折算到一次測(cè)的折算到一次測(cè)的電阻等效電阻電阻等效電阻 時(shí)，時(shí)，(1)求變壓器的匝數(shù)比和求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)源輸出的功率。信號(hào)源輸出的功率。(2)當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源連當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源連接時(shí)，信號(hào)源輸出功率？接時(shí)，信號(hào)源輸出功率？ 解解例例上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回0800R 8LR LR0eRR(1)

23、 (1) 變壓器的匝數(shù)比為變壓器的匝數(shù)比為 : :eL800108RkR信號(hào)源的輸出功率為信號(hào)源的輸出功率為: :第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回22e0e120()()800W=4.5W800+800EPRRR（2 2）當(dāng)將負(fù)載直接接在信號(hào)源上時(shí)）當(dāng)將負(fù)載直接接在信號(hào)源上時(shí): :22L0L120()()8W=0.176W800+8EPRRR(六六) 變壓器的外特性變壓器的外特性122222)稱稱為變壓器的外特性為變壓器的外特性。=E2Z2 I2U2 = E2(R2 + j X2) I2第第 4 章章 磁磁 路路 和和

24、 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回%UUU%UNN100222 U2 I20U2Ncos2 =1cos2 = 0.8(感性感性)cos2= 0.8(容性容性)圖圖 5.4.4 變壓器的外特性變壓器的外特性第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器(七七) 變壓器的功率及功率損耗變壓器的功率及功率損耗一次繞組的視在功率一次繞組的視在功率： S1 = U1I1二次繞組的視在功率二次繞組的視在功率： S2 = U2I2變壓器的額定容量變壓器的額定容量：SN = U2NI2N = U1NI1N輸入功率：輸入功率：P1 = U1I1cos 1輸出功率：輸

25、出功率：P2 = U2I2cos 2變壓器的損耗變壓器的損耗：P = P1 P2= PCu + PFe銅損耗：銅損耗：PCu = R1I12 + R2I22可變損耗可變損耗上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器不變損耗不變損耗 PFe = Ph+ Pe鐵損耗：鐵損耗：P1P2=100%效率效率: : 電力變壓器電力變壓器: : 當(dāng)當(dāng) I2=( (60% % 80% %) )I2N時(shí)，時(shí)， = max 小型電力變壓器小型電力變壓器: : = 80% % 90% % 大型電力變壓器大型電力變壓器: : = 98% % 99% %

26、上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回(磁滯損耗和渦流損耗) 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 一變壓器容量為一變壓器容量為 10 kVA，鐵耗為，鐵耗為 300 W，滿載時(shí)的銅耗為，滿載時(shí)的銅耗為 400 W。求該變壓器在滿。求該變壓器在滿載時(shí)向功率因數(shù)為載時(shí)向功率因數(shù)為 0.8 的負(fù)載供電時(shí)輸入和輸出的的負(fù)載供電時(shí)輸入和輸出的有功功率及效率。有功功率及效率。 解解例例忽略電壓變化率，則忽略電壓變化率，則P2 = SN cos 2= 101030.8 W = 8 kWP = PCu + PFe= (300 + 400) W = 0.7 kWP1 = P2

27、 + P = (8 + 0.7) kW = 8.7 kWP1P2=100%88.7=100% = 92 %上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 AXax Aax同極性端用同極性端用“”表示表示。增加增加+ 上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回(八八) 變壓器的極性變壓器的極性第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器聯(lián)接聯(lián)接 23 Nf.Um2444220 聯(lián)接聯(lián)接 13， 2 4ii Nf.U444110m 當(dāng)電源電壓為當(dāng)電源電壓為220V時(shí)：時(shí)：220u+110u+電源電壓為電源電壓為11

28、0V時(shí)：時(shí)：NN1324NN1324 上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回兩個(gè)線圈中的磁通抵消兩個(gè)線圈中的磁通抵消原因：原因：電流電流 很大很大11Rui 1111eRiu 感應(yīng)電勢(shì)感應(yīng)電勢(shì)0e1324NNi +u第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回axAaAXUUU、測(cè)量：測(cè)量： 若若 說明說明 A A 與與 x x 或或 X X 與與 a a 是是同極性端同極性端. .axAXAaUUU a

29、xAXAaUUU VaAXxVAXu+第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回4.5 4.5 三相變壓器三相變壓器 三相變壓器的磁路系統(tǒng)可以分成各相磁路彼此無三相變壓器的磁路系統(tǒng)可以分成各相磁路彼此無關(guān)和彼此有關(guān)的兩類。關(guān)和彼此有關(guān)的兩類。 將三臺(tái)相同的單相變壓器的繞組按一定方式作三將三臺(tái)相同的單相變壓器的繞組按一定方式作三相聯(lián)結(jié)，可組成三相組式變壓器如圖相聯(lián)結(jié)，可組成三相組式變壓器如圖: : (a) (a) 磁路系統(tǒng)磁路系統(tǒng) 圖圖4.5.1 4.5.1 三相組式變壓器三相組式變壓器 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓

30、壓 器器 這種變壓器各相磁路是相互獨(dú)立的，彼此無關(guān)。這種變壓器各相磁路是相互獨(dú)立的，彼此無關(guān)。當(dāng)一次繞組施加三相對(duì)稱交流正弦電壓時(shí)，三相主磁當(dāng)一次繞組施加三相對(duì)稱交流正弦電壓時(shí)，三相主磁通通上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回UVW也是對(duì)稱的。也是對(duì)稱的。(b) (b) 對(duì)稱磁通對(duì)稱磁通 圖圖4.5.1 4.5.1 三相組式變壓器三相組式變壓器 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 如將三臺(tái)單相變壓器的鐵心合并成圖如將三臺(tái)單相變壓器的鐵心合并成圖4.5.2 (a)4.5.2 (a)所示的結(jié)構(gòu)，通過中間

31、鐵心柱的磁通便等于所示的結(jié)構(gòu)，通過中間鐵心柱的磁通便等于U U、V V、W W三個(gè)鐵心柱磁通的總和（相量和）。三個(gè)鐵心柱磁通的總和（相量和）。 設(shè)外施電壓三相對(duì)稱，則三相磁通的總和設(shè)外施電壓三相對(duì)稱，則三相磁通的總和UVW0，于是，可將中間鐵心柱省去，形成，于是，可將中間鐵心柱省去，形成圖圖4.5.2(b)所示的鐵心。所示的鐵心。 圖圖4.5.2 4.5.2 三相心式鐵心的構(gòu)成三相心式鐵心的構(gòu)成第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回 為了使結(jié)構(gòu)簡單、制造方便并且體積較小、節(jié)省材為了使結(jié)構(gòu)簡單、制造方便并且體積較小、節(jié)省材料，

32、將料，將U U、V V、W W三相鐵心柱的中心線布置在一個(gè)平面三相鐵心柱的中心線布置在一個(gè)平面內(nèi)，如圖內(nèi)，如圖4.5.2(c)4.5.2(c)所示。所示。 這就是三相心式變壓器的鐵心。這就是三相心式變壓器的鐵心。 這種心式的鐵心結(jié)構(gòu)與三相組式變壓器相比，其優(yōu)這種心式的鐵心結(jié)構(gòu)與三相組式變壓器相比，其優(yōu)點(diǎn)是材料耗用少，價(jià)格便宜，占地面積小、維護(hù)較簡點(diǎn)是材料耗用少，價(jià)格便宜，占地面積小、維護(hù)較簡單。所以，工程實(shí)踐中一般均采用三相心式變壓器，單。所以，工程實(shí)踐中一般均采用三相心式變壓器，如圖如圖4.5.34.5.3所示所示: : 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下

33、一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回高壓繞組：高壓繞組：U2、 V2 、W2 : 尾端尾端U1、 V1 、W1 : 首端首端低壓繞組：低壓繞組：u1、v1 、w1: :首端首端u2、v2 、w2: : 尾端尾端U1U2u1u2V1V2v1v2W1W2w1w2 圖圖4.5.3 4.5.3 三相心式變壓器三相心式變壓器 第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器1.1.星形聯(lián)結(jié)法（星形聯(lián)結(jié)法（Y Y聯(lián)結(jié)法）聯(lián)結(jié)法）將三相繞組的末端連在一起，作為中點(diǎn)，而將三將三相繞組的末端連在一起，作為中點(diǎn)，而將三個(gè)首端引出，便是星形聯(lián)結(jié)。個(gè)首端引出，便是星形聯(lián)結(jié)。2.2.三角形聯(lián)結(jié)法（三角形聯(lián)結(jié)法（聯(lián)結(jié)

34、法）聯(lián)結(jié)法）將一相繞組的末端和另一相繞組的首端連在一起，將一相繞組的末端和另一相繞組的首端連在一起，順次連成一個(gè)閉合回路，便是三角形聯(lián)結(jié)，它有順次連成一個(gè)閉合回路，便是三角形聯(lián)結(jié)，它有兩種不同的聯(lián)結(jié)順序：兩種不同的聯(lián)結(jié)順序： （1 1）U U1 1U U2 2W W1 1W W2 2V V1 1V V2 2U U1 1U U2 2，如圖，如圖4.5.44.5.4（b b）所示；）所示；（2 2）U U1 1U U2 2V V1 1V V2 2W W1 1W W2 2U U1 1U U2 2，如圖，如圖4.5.44.5.4（c c）所示。）所示。如圖如圖4.5.44.5.4（a a） 上一節(jié)上一

35、節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 (a) Y(a) Y形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié) (b) (b) 形聯(lián)結(jié)形聯(lián)結(jié) (c) (c) 另一種另一種聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié)圖圖4.5.4 4.5.4 三相繞組聯(lián)結(jié)法及其對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相量圖三相繞組聯(lián)結(jié)法及其對(duì)應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)相量圖上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器上一節(jié)上一節(jié)下一節(jié)下一節(jié)上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回(a) (a) 線路圖線路圖 (b) (b) 相量圖相量圖 (a) (a) 線路圖線路圖 (b) (b) 相量圖相量圖圖圖4.5.5

36、Yy04.5.5 Yy0聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組 圖圖4.5.6 Yd114.5.6 Yd11聯(lián)結(jié)組聯(lián)結(jié)組第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器教學(xué)基本要求教學(xué)基本要求 1. 了解物質(zhì)的磁性能，理解磁路歐姆定律；了解物質(zhì)的磁性能，理解磁路歐姆定律； 2. 了解鐵心線圈電路中的電壓與電流的關(guān)系及功率和損耗了解鐵心線圈電路中的電壓與電流的關(guān)系及功率和損耗 問題；問題； 3. 了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)，理解變壓器的電壓變換、電流了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)，理解變壓器的電壓變換、電流 變換和阻抗變換作用以及變壓器的功率和損耗；變換和阻抗變換作用以及變壓器的功率和損耗； 4. 理解單相和三相變壓器的額定值；理解單

37、相和三相變壓器的額定值；*5. 了解自耦變壓器和三繞組變壓器的特點(diǎn)和使用；了解自耦變壓器和三繞組變壓器的特點(diǎn)和使用； 6. 了解三相電壓的變換方法；了解三相電壓的變換方法； 7. 了解繞組同極性端了解繞組同極性端(同名端同名端) 和異極性端和異極性端(異名端異名端)的含義。的含義。返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器分析與思考解答分析與思考解答 4.1 (1) 磁路的結(jié)構(gòu)一定，磁路的磁阻是否一定即磁磁路的結(jié)構(gòu)一定，磁路的磁阻是否一定即磁路的磁阻是否是線性的？路的磁阻是否是線性的？返返 回分析與思考題集回分析與思考題集下一題下一題 【答答】 磁路的結(jié)構(gòu)一定（即尺寸、形狀和

38、材料一定）磁路的結(jié)構(gòu)一定（即尺寸、形狀和材料一定）時(shí)，磁路的磁通并不一定。因?yàn)榇判圆牧系拇艑?dǎo)率時(shí)，磁路的磁通并不一定。因?yàn)榇判圆牧系拇艑?dǎo)率不不是常數(shù)（是常數(shù)（B 與與 H 不是正比關(guān)系），即磁路的磁阻是非線不是正比關(guān)系），即磁路的磁阻是非線性的。性的。第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.1 (2) 恒定恒定(直流直流)電流通過電路時(shí)會(huì)在電阻中產(chǎn)電流通過電路時(shí)會(huì)在電阻中產(chǎn)生功率損耗，恒定磁通通過磁路時(shí)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生功率損耗？生功率損耗，恒定磁通通過磁路時(shí)會(huì)不會(huì)產(chǎn)生功率損耗？返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題 【答答】 恒定的磁通通過磁路時(shí)，不會(huì)在磁路中

39、產(chǎn)生恒定的磁通通過磁路時(shí)，不會(huì)在磁路中產(chǎn)生功率損耗，即直流磁路中沒有鐵損耗。這是因?yàn)殍F心損功率損耗，即直流磁路中沒有鐵損耗。這是因?yàn)殍F心損耗包括渦流損耗和磁滯損耗，其中渦流損耗是由交流磁耗包括渦流損耗和磁滯損耗，其中渦流損耗是由交流磁場(chǎng)在鐵心中感應(yīng)出的渦流而產(chǎn)生的功率損耗，而磁滯損場(chǎng)在鐵心中感應(yīng)出的渦流而產(chǎn)生的功率損耗，而磁滯損耗是因?yàn)殍F心被反復(fù)磁化時(shí)的磁滯現(xiàn)象而引起的功率損耗是因?yàn)殍F心被反復(fù)磁化時(shí)的磁滯現(xiàn)象而引起的功率損耗。由于恒定磁通既不會(huì)在鐵心中產(chǎn)生渦流又不會(huì)使鐵耗。由于恒定磁通既不會(huì)在鐵心中產(chǎn)生渦流又不會(huì)使鐵心交變磁化，所以恒定磁通通過磁路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生功率損心交變磁化，所以恒定磁通通過磁

40、路時(shí)不會(huì)產(chǎn)生功率損耗。耗。第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.2 (1) 教材中圖教材中圖 4.2.1 所示交流鐵心線圈，電壓的有所示交流鐵心線圈，電壓的有效值不變，而將鐵心的平均長度增加一倍。試問鐵心中的效值不變，而將鐵心的平均長度增加一倍。試問鐵心中的主磁通最大值主磁通最大值 m 是否變化（分析時(shí)可忽略線圈的漏阻是否變化（分析時(shí)可忽略線圈的漏阻抗）？抗）？U4.44 f Nm= 【答答】 增加交流鐵心的長度是不會(huì)改變鐵心中的主磁增加交流鐵心的長度是不會(huì)改變鐵心中的主磁通最大值通最大值 m 的。因?yàn)樵诤雎月┳杩箷r(shí)，的。因?yàn)樵诤雎月┳杩箷r(shí)，即即 m 的與磁路的幾何尺寸無關(guān)。

41、的與磁路的幾何尺寸無關(guān)。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.2 (2) 兩個(gè)匝數(shù)相同（兩個(gè)匝數(shù)相同（N1= N2 ）的鐵心線圈分別接）的鐵心線圈分別接到電壓相等（到電壓相等（U1= U2）而頻率不同（）而頻率不同（f1f2）的兩個(gè)交流電）的兩個(gè)交流電源上時(shí)，試分析兩個(gè)線圈中的主磁通源上時(shí)，試分析兩個(gè)線圈中的主磁通 1m 和和 2m 的相對(duì)的相對(duì)大?。ǚ治鰰r(shí)可忽略線圈的漏阻抗）。大小（分析時(shí)可忽略線圈的漏阻抗）。U4.44 f Nm=返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題【答答】 根據(jù)根據(jù)得

42、知得知1m 2m 。第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.4 (1) 在求變壓器的電壓比時(shí)，為什么一般都用空在求變壓器的電壓比時(shí)，為什么一般都用空載時(shí)一、二次繞組電壓之比來計(jì)算？載時(shí)一、二次繞組電壓之比來計(jì)算？=N1N2E1E2k = 【答答】 因?yàn)樽儔浩鞯碾妷罕鹊扔谝?、二次繞組感應(yīng)因?yàn)樽儔浩鞯碾妷罕鹊扔谝?、二次繞組感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比，也即匝數(shù)之比：電動(dòng)勢(shì)之比，也即匝數(shù)之比：空載時(shí)：空載時(shí)： U1E1，E2 = U20 = U2N ，而負(fù)載時(shí)：，而負(fù)載時(shí)： U1E1， E2U2 ，顯然用空載時(shí)一、二次繞組電壓之比來計(jì)算電，顯然用空載時(shí)一、二次繞組電壓之比來計(jì)算電壓比精確度較高。壓

43、比精確度較高。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器= =N2N1I1I21k 4.4 (2) 為什么說變壓器一、二次繞組電流與匝數(shù)成為什么說變壓器一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，只有在滿載和接近滿載時(shí)才成立？空載時(shí)為什么反比，只有在滿載和接近滿載時(shí)才成立？空載時(shí)為什么不成立？不成立？ 【答答】 因?yàn)榭蛰d時(shí)二次繞組的電流因?yàn)榭蛰d時(shí)二次繞組的電流 I2 等于零，因此等于零，因此不存在電流比的關(guān)系。而在滿載和接近滿載時(shí)，一、二不存在電流比的關(guān)系。而在滿載和接近滿載時(shí)，一、二次繞組的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空載電流，在磁通勢(shì)平衡方程中，次繞

44、組的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空載電流，在磁通勢(shì)平衡方程中，忽略空載電流時(shí)才得到一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，忽略空載電流時(shí)才得到一、二次繞組電流與匝數(shù)成反比，即即這一關(guān)系。這一關(guān)系。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 【答答】 滿載時(shí)變壓器的二次側(cè)電壓滿載時(shí)變壓器的二次側(cè)電壓 U2 不等于額定電不等于額定電壓壓U2N 。因?yàn)樽儔浩鞯亩蝹?cè)額定電壓。因?yàn)樽儔浩鞯亩蝹?cè)額定電壓 U2N 是定義為空載是定義為空載電壓（一次側(cè)為額定電壓時(shí)）電壓（一次側(cè)為額定電壓時(shí)）U20 的，即的，即U2N = U20 = E2 。變壓器滿載（變壓器滿

45、載（I2 = I2N）時(shí)，）時(shí)， 4.4 (3) 滿載時(shí)變壓器的電流等于額定電流，這是的滿載時(shí)變壓器的電流等于額定電流，這是的二次側(cè)電壓是否也等于額定電壓？二次側(cè)電壓是否也等于額定電壓？U2= E2 Z2I2，因而，因而U2U2N 。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.4 (4) 阻抗變換的公式即式（阻抗變換的公式即式（5.4.11）是在忽略什）是在忽略什么因素的條件下得到的？么因素的條件下得到的？ 【答答】 阻抗變換的公式是在忽略一、二次繞組的漏阻抗變換的公式是在忽略一、二次繞組的漏阻抗和空載電流時(shí)，把變壓器當(dāng)

46、作理想變壓器的情況下阻抗和空載電流時(shí)，把變壓器當(dāng)作理想變壓器的情況下得到的。得到的。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.4 (5) 例例 5.4.4 中的變壓器，當(dāng)負(fù)載變化使得變壓器中的變壓器，當(dāng)負(fù)載變化使得變壓器的電流為額定電流的的電流為額定電流的 0.8 倍時(shí)，其鐵損耗倍時(shí)，其鐵損耗 PFe 和銅損耗和銅損耗 PCu 應(yīng)為下述幾種情況總的哪一種？應(yīng)為下述幾種情況總的哪一種？ (a) PFe 和和 PCu 均不變；均不變； (b) PFe = 3000.8 W、PCu = 400 0.8 W ；(c) PFe

47、= 3000.8 W、PCu 不變；不變； (d) PFe 不變不變、PCu = 400W0.82 W ；(e) PFe不變不變、PCu = 4000.8 W 。 【答答】 因?yàn)殍F損耗是與負(fù)載大小無關(guān)的不變損耗，因?yàn)殍F損耗是與負(fù)載大小無關(guān)的不變損耗，銅損耗是正比于電流平方的可變損耗，因此，當(dāng)變壓器銅損耗是正比于電流平方的可變損耗，因此，當(dāng)變壓器的電流為額定電流的的電流為額定電流的 0.8 倍時(shí)，倍時(shí)， (d) 的答案是正確的。的答案是正確的。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 4.5 (1) 上述三繞組變壓器，若中壓

48、繞組不接負(fù)載，僅上述三繞組變壓器，若中壓繞組不接負(fù)載，僅由低壓繞組向外供電，輸出視在功率可否超過其繞組容量由低壓繞組向外供電，輸出視在功率可否超過其繞組容量50VA？為什么？為什么？ 【答答】 不能。因?yàn)槔@組自己的容量就限制了它最大輸不能。因?yàn)槔@組自己的容量就限制了它最大輸出的視在功率。出的視在功率。返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 5.5 (2) 上述三繞組變壓器，若中、低壓繞組的視在上述三繞組變壓器，若中、低壓繞組的視在功率分別為功率分別為 80 VA 和和 40 V A，都未超過各自的繞組容量，都未超過各自的

49、繞組容量，這種情況是否可以？為什么？這種情況是否可以？為什么？返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題 【答答】 一般來說不可以。因?yàn)檫@時(shí)高壓繞阻的視在功一般來說不可以。因?yàn)檫@時(shí)高壓繞阻的視在功率可能超過了其容量。率可能超過了其容量。第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 5.6 (1) 三相變壓器一、二次繞組的匝數(shù)比為三相變壓器一、二次繞組的匝數(shù)比為分別求該變壓器在分別求該變壓器在 Y,y、Y,d、D,d 和和 D,y 接法時(shí)一、二次接法時(shí)一、二次繞組的線電壓的比例。繞組的線電壓的比例。N1N2= 10。3 U1p3 U2p= = = 10U1lU2l3 N

50、13 N2【答答】 Y,y 接法時(shí)：接法時(shí)： Y,d 接法時(shí)：接法時(shí)：3 U1p U2p= = = 103U1lU2l3 N1 N2D,d 接法時(shí)：接法時(shí)：U1pU2p= = = 10U1lU2lN1N2D,y 接法時(shí)：接法時(shí)： U1p3 U2p= = = 103U1lU2l N13 N2返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 5.7 (1) 為了判斷圖為了判斷圖 5.7.3 所示變壓器實(shí)物中一次側(cè)兩所示變壓器實(shí)物中一次側(cè)兩個(gè)線圈的極性，可以將這兩個(gè)線圈的任意兩端串聯(lián)后，在個(gè)線圈的極性，可以將這兩個(gè)線圈的任意兩端串聯(lián)后，

51、在二次側(cè)加一個(gè)不超過其額定值的電壓，如果測(cè)得一次側(cè)兩二次側(cè)加一個(gè)不超過其額定值的電壓，如果測(cè)得一次側(cè)兩串聯(lián)線圈的總電壓為兩個(gè)線圈電壓之和，則說明現(xiàn)在是異串聯(lián)線圈的總電壓為兩個(gè)線圈電壓之和，則說明現(xiàn)在是異極性端串聯(lián)；如果測(cè)得的總電壓為兩個(gè)線圈電壓之差，則極性端串聯(lián)；如果測(cè)得的總電壓為兩個(gè)線圈電壓之差，則說明是同極性端串聯(lián)。試說明此方法的原理。說明是同極性端串聯(lián)。試說明此方法的原理。+U1-+ U2(施加)- + U11 + U12 測(cè)得測(cè)得U1 = =U11+ +U12(a) (a) 異極性端串聯(lián)異極性端串聯(lián)+U1-+ U2(施加)- + U11 U12 +測(cè)得測(cè)得U1 =U11U12(b) (

52、b) 同極性端串聯(lián)同極性端串聯(lián)圖圖5.1返返 回分析與思考題集回分析與思考題集上一題上一題 【答答】 判斷一次側(cè)兩個(gè)線圈極性的方法原理如圖判斷一次側(cè)兩個(gè)線圈極性的方法原理如圖 5.1所示。所示。第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器練練 習(xí)習(xí) 題題 5.4.2 已知變壓器的二次繞組有已知變壓器的二次繞組有 400 匝，一次繞組和二次匝，一次繞組和二次繞組的額定電壓為繞組的額定電壓為 220/55 V。求一次繞組的匝數(shù)。求一次繞組的匝數(shù)。 5.4.3 已知某單相變壓器已知某單相變壓器 SN = 50 kVA，U1N /U2N= 6 600/230 V，空載電流為額定電流的，空載電流為

53、額定電流的3% %，鐵損耗為，鐵損耗為 500 W，滿載銅損耗滿載銅損耗 1 450 W。向功率因數(shù)為。向功率因數(shù)為 0.85 的負(fù)載供電時(shí)，滿的負(fù)載供電時(shí)，滿載時(shí)的二次側(cè)電壓為載時(shí)的二次側(cè)電壓為 220 V。求：。求：(1) 一、二次繞組的額定一、二次繞組的額定電流；電流；(2)空載時(shí)的功率因數(shù)；空載時(shí)的功率因數(shù)；(3)電壓變化率；電壓變化率；(4)滿載時(shí)的效率。滿載時(shí)的效率。 5.4.1 收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為 1 200 匝，接在匝，接在 220 V 交流電源上后，得到交流電源上后，得到 5 V、6.3 V 和和 350 V三種輸出三種輸出電壓。求三個(gè)二

54、次繞組的匝數(shù)。電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。返返 回回下一頁下一頁第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 5.4.4 某單相變壓器容量為某單相變壓器容量為 10 kVA，額定電壓為，額定電壓為3300/220 V。如果向。如果向 220 V、60 W的白熾燈供電，白熾燈能的白熾燈供電，白熾燈能裝多少盞？如果向裝多少盞？如果向 220 V、40 W、功率因數(shù)為、功率因數(shù)為 0.5 的日光燈的日光燈供電，日光燈能裝多少盞？供電，日光燈能裝多少盞？ 5.4.5 某某50 kVA、 6 600/220 V 單相變壓器，若忽略電單相變壓器，若忽略電壓變化率和空載電流。求：壓變化率和空載電流。求

55、：(1) 負(fù)載是負(fù)載是 220 V、40 W、功率、功率因數(shù)為因數(shù)為 0.5 的的 440 盞日光燈時(shí)，變壓器一、二次繞組的電流盞日光燈時(shí)，變壓器一、二次繞組的電流是多少？是多少？(2) 上述負(fù)載是否已使變壓器滿載？若未滿載，還上述負(fù)載是否已使變壓器滿載？若未滿載，還能接入多少盞能接入多少盞 220 V、40 W、功率因數(shù)為、功率因數(shù)為 1 的白熾燈？的白熾燈？ 5.4.6 某收音機(jī)的輸出變壓器，一次繞組的匝數(shù)為某收音機(jī)的輸出變壓器，一次繞組的匝數(shù)為 230，二次繞組的匝數(shù)為二次繞組的匝數(shù)為 80，原配接，原配接 8 的揚(yáng)聲器，現(xiàn)改用的揚(yáng)聲器，現(xiàn)改用 4 的揚(yáng)聲器，問二次繞組的匝數(shù)應(yīng)改為多少？

56、的揚(yáng)聲器，問二次繞組的匝數(shù)應(yīng)改為多少？上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 5.4.7 電阻值為電阻值為 8 的揚(yáng)聲器，通過變壓器接到的揚(yáng)聲器，通過變壓器接到 E = 10 V、R0= 250 的信號(hào)源上。設(shè)變壓器一次繞組的匝的信號(hào)源上。設(shè)變壓器一次繞組的匝數(shù)為數(shù)為 500，二次繞組的匝數(shù)為，二次繞組的匝數(shù)為 100。求：。求：(1) 變壓器一次側(cè)變壓器一次側(cè)的等效阻抗模的等效阻抗模 | Z | ；(2) 揚(yáng)聲器消耗的功率。揚(yáng)聲器消耗的功率。 5.5.1 一自耦變壓器，一次繞組的匝數(shù)一自耦變壓器，一次繞組的匝數(shù) N1=1 000，接到，接到220

57、 V 交流電源上，二次繞組的匝數(shù)交流電源上，二次繞組的匝數(shù) N2= 500，接到，接到 R = 4 、XL = 3 的感性負(fù)載上。忽略漏阻抗壓降。求：的感性負(fù)載上。忽略漏阻抗壓降。求：(1) 二次側(cè)電二次側(cè)電壓壓U2 ； (2) 輸出電流輸出電流 I2 ；(2) 輸出的有功功率輸出的有功功率 P2 。 5.5.2 某三繞組變壓器，三個(gè)繞組的額定電壓和容量分某三繞組變壓器，三個(gè)繞組的額定電壓和容量分別為：別為：220 V 和和 150 VA， 127 V 和和 100 VA，36 V 和和 50 VA。求這三個(gè)繞組的額定電流。求這三個(gè)繞組的額定電流。 5.6.1 某三相變壓器某三相變壓器 SN

58、= 50 kVA，U1N /U2N= 10 000/440 V，Y,yn 接法。求高、低壓繞組的額定電流。接法。求高、低壓繞組的額定電流。上一頁上一頁下一頁下一頁返返 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器 5.6.2 某三相變壓器的容量為某三相變壓器的容量為 800 kVA，Y,d 接法，額接法，額定電壓為定電壓為 35/10.5 kV。求高壓繞組和低壓繞組的額定相電壓、。求高壓繞組和低壓繞組的額定相電壓、相電流和線電流。相電流和線電流。 5.6.3 某三相變壓器的容量為某三相變壓器的容量為 75 kVA，以，以 400 V 的線電的線電壓供電給三相對(duì)稱負(fù)載。設(shè)負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)

59、，每相電阻為壓供電給三相對(duì)稱負(fù)載。設(shè)負(fù)載為星形聯(lián)結(jié)，每相電阻為2 ，感抗為，感抗為 1.5 。問此變壓器能否負(fù)擔(dān)上述負(fù)載？。問此變壓器能否負(fù)擔(dān)上述負(fù)載？ 5.6.4 有一臺(tái)三相變壓器有一臺(tái)三相變壓器 SN = 150 kVA，U1N = 6.3 kV，U2N = 0.4 kV ，負(fù)載的功率因數(shù)，負(fù)載的功率因數(shù)為為 0.8（電感性），電壓變化率（電感性），電壓變化率為為 4.5 % %。求滿載時(shí)的輸出功率。求滿載時(shí)的輸出功率。 5.7.1 試判斷圖試判斷圖 5.01 中中各繞組的極性。各繞組的極性。12345678圖圖 5.01 練習(xí)題練習(xí)題 5.7.1的電路的電路 上一頁上一頁下一頁下一頁返返

60、 回回第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變 壓壓 器器練習(xí)題解答練習(xí)題解答 5.4.1 收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為收音機(jī)中的變壓器，一次繞組為 1 200 匝，接匝，接在在220 V 交流電源上后，得到交流電源上后，得到 5 V、6.3 V 和和 350 V 三種輸三種輸出電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。出電壓。求三個(gè)二次繞組的匝數(shù)。 【解解】U21U1N21 = N1 U22U1N22 = N1 U23U1N23 = N15220= 1200 276.3220= 1200 34350220= 1200 1 909返返 回練習(xí)題題集回練習(xí)題題集下一題下一題第第 4 章章 磁磁 路路 和和 變變