4電機學(xué)－變壓器工作原理運行分析

1、第二章 變壓器的運行分析2-1變壓器各電磁量的規(guī)定正方向規(guī)定正方向所謂規(guī)定正方向，就是用一箭頭表示該電磁量為正時之方向。這些箭頭并不表示某一瞬間各物埋量的實際方向，它們只起指路牌的作用。若某一物理量與規(guī)定正方向一致，則為正，反之，則為負(fù)。換言之，若所求出之值為正，則說明所求瞬間該物理量的實際方向與規(guī)定正方向一致；反之，若求出之值為負(fù)，則所求瞬間該物理量的實際方向與規(guī)定正方向相反。注：正方向可以任意規(guī)定，但由于電磁規(guī)律是一定的， 因此不同的規(guī)定正方向，列出的方程式其正負(fù)號不相 同，所以每當(dāng)我們在列方程式、畫相量圖之前必須首 先規(guī)定正方向。然而，選取正方向有一定的習(xí)慣，稱 為慣例，我國常用的變壓器

2、的慣例如圖所示。A1X12a2ZLx圖2-1變壓器各物理量規(guī)定正方向U1從A到XU1為正時，A點電位高于X點。I1 由A流入原繞組的方向。當(dāng)U1、I1 同時為正或同時為負(fù)時，電功率總是從供電電源輸入變壓器中，即變壓器原邊為吸收電能的電路，因此，這種規(guī)定稱為“電動機慣例”。原邊正向電流按右手螺旋產(chǎn)生正向磁通的方向。(注意線圈的繞向)ewd11dtE1 習(xí)慣上取與電流I1 正方向一致，即從A到Xewd11dtE2與E1 規(guī)定正方向一致，從a到x的電位升方向。由于E2與正方向也符合右手螺旋定則，所以eewd22dtI2 與E2規(guī)定正方向一致，即由a流入副繞組的方向。I2與正方向也符合右手螺旋定則。U

3、2 從xa的電壓降方向。當(dāng)U2、I2 同時為正或同時為負(fù)時，電功率自變壓器副邊流出，即變壓器副邊為產(chǎn)生電能的電路，相當(dāng)于發(fā)電機性質(zhì)，因此，這種規(guī)定稱為“發(fā)電機慣例”。A1X12a2ZLx圖2-1變壓器各物理量規(guī)定正方向右手螺旋關(guān)系2-2變壓器的空載運行A1X1 a220 x圖2-2變壓器的空載情況2-2變壓器的空載運行磁場分析基本概念：空載電流：當(dāng)副繞組開路而把原繞組的AX端接到電壓為u1的交流電網(wǎng)上時，原繞組中便有電流 i0通過，這個電流稱為變壓器的空載電流?？蛰d電流產(chǎn)生空載磁動勢f0 w1i0，建立起空載時的磁場。它的實際分布情況非常復(fù)雜。主磁通：沿鐵心閉合，同時原、副繞組交鏈，是變壓器進(jìn)

4、行能量傳遞的媒介。稱為主磁通或互感磁通 。漏磁通：非鐵磁材料閉合(沿變壓器油或空氣閉合)，僅與原繞組交鏈，稱為原繞組漏磁通。由于鐵心是用高導(dǎo)磁材料硅鋼片制成的，磁導(dǎo)率遠(yuǎn)比油或空氣的大，所以空載運行時，主磁通占總磁通的絕大部分，而漏磁通只占很小的一部分，約 0.1%0.2% 。主磁通和漏磁通的性質(zhì)不同，主要表現(xiàn)在：由于鐵磁材料存在飽和現(xiàn)象，主磁通與建立它的電流 i0 之間成非線性關(guān)系；而漏磁通由于主要沿非i0保持線性關(guān)系。在電磁關(guān)系上，主磁通在原、副繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢，副方如果接上負(fù)載，則在電動勢作用下向負(fù)載輸出電功率，所以主磁通起傳遞能量的作用；漏磁通僅在原邊感應(yīng)電動勢，只起電壓降的作用，不能傳

5、遞能量。電動勢分析根據(jù)電磁感應(yīng)定律，當(dāng)磁通1 交變時，就分別在它們所連接的繞組內(nèi)感應(yīng)電動勢。其對應(yīng)關(guān)系如下：uu1i0f0 W1i0e2 W211ddtddt與u20平衡 e W1e 1 W11 du1 i0 平衡dt1. 主磁通感應(yīng)的電動勢1j4.44f m2j444f2 m即：原、副繞組內(nèi)的感應(yīng)電動勢的有效值與主磁通的幅值、繞組匝數(shù)、磁通交變的頻率成正比。當(dāng)變壓器接到額定頻率的電網(wǎng)上運行時，由于 f w1（w2）的大小僅由磁通m 所決定。msintd dt mcost m )2 ) 22用相量表示其電動勢有效值為：2221 22mj j f j4.44f m22j2 j4.44f2 m變壓器的變比：在變壓器中，原邊電動勢 E1和副邊電動勢 E2之比稱為變壓器的變比，用k表示，即：kk E2 4.444.44 fw2mk E2U1 U討論：1）變壓器的變比等于原、副繞組的匝數(shù)比。當(dāng)變壓器k E2U1 U2）對三相變壓器來說，變比是指相電動勢的比值，近似為相電壓的比值。務(wù)必注意！2.2. 漏磁通感應(yīng)的電動勢1j44fmmsint則：e wd w ) E )11dt11m21m2用相量表示，其有效值為： j4.44fw22111m22討論：漏磁通一般用一負(fù)的電抗壓降來表示，即 ： j1 jLI022w1 稱為原繞組的漏電感