變壓器章概述原理

變壓器章概述原理第1頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第7章變壓器概述7.1變壓器的組成7.2變壓器的結(jié)構(gòu)7.3變壓器的功能7.4變壓器的分類第2頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1變壓器的組成

變壓器=鐵芯+繞組（從原理的角度看）鐵芯：提供磁路繞組：提供電路第3頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月7.2變壓器的結(jié)構(gòu)

第4頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月7.3變壓器的功能

升壓變壓器的功能=升壓、降流降壓變壓器的功能=降壓、升流----為何要升壓？----為何要降壓？電力系統(tǒng)=發(fā)、變、輸、配、用發(fā)電-----發(fā)電機(jī)升壓-----升壓變壓器輸電-----輸電線降壓-----降壓變壓器配電-----配電裝置用電-----用戶第5頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月7.1變壓器的分類從相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器從用途分：強(qiáng)電變壓器、弱電變壓器從每相繞組數(shù)分： 單繞組變壓器（自耦變壓器）、 雙繞組變壓器（普通變壓器）、 三繞組變壓器（聯(lián)絡(luò)變壓器）。從容量大小分： 小型變壓器（10~630kVA）、 中型變壓器（800~6300kVA）、 大型變壓器（8000~63000kVA）、 特大型變壓器（90000kVA以上）第6頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第8章變壓器的運(yùn)行原理8.1變壓器的空載運(yùn)行8.2變壓器的負(fù)載運(yùn)行8.3變壓器的數(shù)學(xué)模型第7頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1變壓器的空載運(yùn)行8.1.1從空載到變比8.1.2勵(lì)磁電流8.1.3勵(lì)磁阻抗8.1.4漏電抗8.1.5電壓方程式、等效電路、相量圖（式路圖）第8頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.1從空載到變比1變壓器空載特征：副邊電流為零2法楞定律特征：4.44和90°3反電勢概念：感性電負(fù)載4變壓器假設(shè)：U1=E15主磁通主宰：電源電壓6變比：k=N1/N2第9頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1變壓器空載特征1）副邊電流為零、原邊電流很小。2）兩邊都有感應(yīng)電勢。第10頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2法楞定律特征：4.44和90°第11頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月24.44和90°續(xù)1第12頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月24.44和90°續(xù)2重要結(jié)論：

1）感應(yīng)電勢有效值=4.44fNΦm；

2）感應(yīng)電勢相位：滯后磁通以90o；

3）感應(yīng)電勢頻率：與磁通相同。第13頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3反電勢概念：感性電負(fù)載反電勢概念-----外加電壓引起磁通交變。據(jù)楞次定律，線圈中的電勢（主電勢、漏電勢）反抗這種交變，所以其可被稱為反電勢。可見，主電勢、漏電勢均是反電勢。主電勢反抗主磁通的交變，漏電勢反抗漏磁通的交變。與主磁通、主電勢比較，漏磁通、漏電勢均很小，在不需要特別精確時(shí)，可以認(rèn)為反電勢=主電勢。引申：見下頁。第14頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3續(xù)1反電勢概念引申：感性電負(fù)載（即線圈）中的電勢是由電源引起的，是反抗電源的反電勢。對電源而言，電動(dòng)機(jī)、變壓器原邊都是負(fù)載，其電勢都是反電勢。反過來，對電負(fù)載而言，發(fā)電機(jī)、變壓器副邊都是電源，其電勢都是正電勢。形象地說，變壓器原邊相當(dāng)于一臺電動(dòng)機(jī)，變壓器副邊相當(dāng)于一臺發(fā)電機(jī)。因此，可以說，變壓器身兼二任！第15頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4變壓器假設(shè)：U1=E1假設(shè)的合理性：在一般變壓器中，電阻很小，從而電阻上的壓降很?。宦┐磐ê苄?，從而漏電勢很小。因此，電阻壓降、漏電勢均可忽略不計(jì)。故可假設(shè)，u1=-e1，因此，U1=E1。假設(shè)的文字表達(dá)：變壓器主電勢是平衡電源電壓的主體?；蛘哒f，在平衡電源電壓時(shí)，漏電勢、電阻壓降都是可以忽略不計(jì)的。第16頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5主磁通主宰：電源電壓磁通通過求導(dǎo)得到電勢，反過來，電勢通過積分得到磁通。因此，有什么樣的主磁通，就有什么樣的主電勢。反過來，有什么樣的主電勢就有什么樣的主磁通，即主電勢決定主磁通?，F(xiàn)在，由變壓器假設(shè)，主電勢等于電源電壓。因此，電源電壓決定主磁通。或者，具體地說，電源電壓的大小和波形決定著主磁通的大小和波形。因此，可以說，電源電壓乃主磁通之主宰。第17頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月6變比：k=N1/N2由變壓器假設(shè)知，u1=-e1；由變壓器空載知，u20=e2。于是有：式中，k稱為變壓器的變壓比，簡稱變比。可見，空載運(yùn)行時(shí)，變壓器原邊、副邊的變壓比就等于其匝數(shù)比。因此，要使原、副繞組具有不同的電壓，只要使它們具有不同的匝數(shù)即可。第18頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.2勵(lì)磁電流1勵(lì)磁電流定義2勵(lì)磁電流特征3勵(lì)磁電流與空載電流的關(guān)系4勵(lì)磁電流波形的決定因素：磁通、材性（即材料性質(zhì)：飽和、鐵耗）5不計(jì)飽和、不計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im正弦6計(jì)飽和、不計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im正尖7不計(jì)飽和、計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im歪弦8計(jì)飽和、計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im歪尖9im波形小結(jié)10勵(lì)磁電流的等效第19頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1勵(lì)磁電流定義建立磁場的電流稱為勵(lì)磁電流。記為im。m代表magnet，磁。辨析：建立，是意譯。原文是英語，excite，激發(fā)、激勵(lì)之意。因此，激磁電流、勵(lì)磁電流是一個(gè)意思。其實(shí)，不如叫“建磁電流”、“立磁電流”。因?yàn)檫@樣更貼切、更好懂。第20頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2勵(lì)磁電流特征1）首先，它是感性電流。2）其次，它不是純粹的感性電流，即，它既包含無功分量，記為iμ，簡稱磁化分量；又包含有功分量，記為iFe，簡稱鐵耗分量。有功分量的存在是因?yàn)椋蛔兇艌鲋需F芯必然有損耗。該損耗被稱為鐵芯損耗，簡稱鐵耗。它包括磁滯損耗、渦流損耗，簡稱磁滯耗、渦流耗。鐵耗=磁滯耗+渦流耗勵(lì)磁電流在鐵芯中建立交變磁場。這就導(dǎo)致勵(lì)磁電流有兩個(gè)特征：第21頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2續(xù)1有時(shí)，鐵耗很小，可以忽略不計(jì)。此時(shí)，勵(lì)磁電流就成為純粹的無功電流。注意：繞組中勵(lì)磁電流不為純感性的原因，是鐵耗，不是銅耗。什么是銅耗？繞組電阻上的功率消耗稱為銅耗。因?yàn)槔@組多由銅制成，故有此稱。假設(shè)繞組由超導(dǎo)材料制成，則電阻為零，銅耗為零。但此時(shí)仍有鐵耗，仍有有功勵(lì)磁電流。第22頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3勵(lì)磁電流與空載電流的關(guān)系空載運(yùn)行時(shí)，原邊電流i10全部用來建立磁場。所以有：空載電流=勵(lì)磁電流，即

i10=im。第23頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4勵(lì)磁電流波形的決定因素：磁通、材性勵(lì)磁電流波形取決于磁通、材性。材性乃材料性質(zhì)：之簡稱，它包括飽和、鐵耗兩方面。下面在磁通正弦的情況下分三個(gè)層面來討論im波形：不計(jì)飽和、不計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im正弦計(jì)飽和、不計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im正尖不計(jì)飽和、計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im歪弦計(jì)飽和、計(jì)鐵耗的im波形：φ正弦im歪尖逐步接近真實(shí)。第24頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5不計(jì)飽和、不計(jì)鐵耗的im波形Φim都正弦第25頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月6計(jì)飽和、不計(jì)鐵耗的im波形Φ正弦

im正尖第26頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月7不計(jì)飽和、計(jì)鐵耗的im波形Φ正弦

im歪弦第27頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8計(jì)飽和、計(jì)鐵耗的im波形φ正弦im歪尖第28頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月9im波形小結(jié)磁通波形磁化特性勵(lì)磁電流波形

ΦΦ-im關(guān)系im

正弦單直線（無飽、無耗）正弦正弦單彎線（有飽、無耗）正尖正弦雙直線（無飽、有耗）歪弦正弦雙彎線（有飽、有耗）歪尖第29頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月10勵(lì)磁電流的等效為便于計(jì)算，凡非正弦電流都用有效值相等的正弦電流來等效。下面講述：正尖勵(lì)磁電流的等效歪弦勵(lì)磁電流的等效歪尖勵(lì)磁電流的等效第30頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月10.1正尖勵(lì)磁電流的等效正尖勵(lì)磁電流與磁通同相位。磁路越飽和，磁化電流的波形愈尖，即畸變愈嚴(yán)重。但是無論怎樣畸變，用傅氏級數(shù)分解，磁化電流的基波分量始終與磁通波形同相位，為無功電流。因此，正尖勵(lì)磁電流可用一個(gè)有效值與之相同、相位和頻率都與φ相同的正弦電流Iμ來等效，即：第31頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2歪弦、歪尖勵(lì)磁電流的等效歪弦、歪尖勵(lì)磁電流都與磁通不同相位。它們都可以被分解成兩個(gè)分量：與磁通同相位的無功分量、相位超前磁通以90°的有功分量。無功分量可用一個(gè)有效值與之相同、相位和頻率都與φ相同的正弦電流Iμ來等效。有功分量可用一個(gè)有效值與之相同、相位超前φ以90°、頻率與φ相同的正弦電流IFe來等效。第32頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月10.2續(xù)1前面作圖求im波形時(shí)，最多只計(jì)及磁滯損耗，而都未計(jì)及渦流損耗。計(jì)及渦流損耗時(shí)，還需引入一個(gè)有功的渦流損耗電流。這使鐵耗角αFe增大。磁滯電流、渦流電流都超前以90o電角，二者之和構(gòu)成勵(lì)磁電流的有功分量，即鐵耗分量iFe。鐵耗分量用正弦電流IFe來等效。如圖示。第33頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.3勵(lì)磁阻抗1勵(lì)磁阻抗意義2勵(lì)磁阻抗特征第34頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1勵(lì)磁阻抗的意義勵(lì)磁電流im建立了交變磁通，感生了感應(yīng)電勢e1。電生磁，磁生電。前后兩個(gè)“電”之間有沒有聯(lián)系呢？有的。這個(gè)“聯(lián)系”就是勵(lì)磁阻抗。1）的幅值Φm=1.414NIm÷Rm，Rm=L÷(μS)，不計(jì)飽和時(shí)μ為常數(shù)。L、S、N均為常數(shù)。故Φm正比于Im。2）電勢e1的有效值E1=4.44fNΦm?？梢奅1∝Φm。綜合1）、2）得：3）不計(jì)飽和時(shí)，E1∝Im，記之為E1=Xm

Im。第35頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1續(xù)1

3）不計(jì)飽和時(shí)，E1=Xm

Im。4）相量E1滯后相量Φm以90°電角。5）不計(jì)鐵耗時(shí)，相量Im與相量Φm同相位。綜合4）、5）得：6）不計(jì)鐵耗時(shí)，相量E1滯后相量Im以90°電角。綜合3）、6）得：7）E1=-jXm

Im式中E1、Im均為相量，Xm稱為勵(lì)磁電抗，或激磁電抗。Xm就是不計(jì)飽和和鐵耗時(shí)，勵(lì)磁電流Im與感應(yīng)電勢E1之間的聯(lián)系。第36頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1續(xù)2

7）不計(jì)飽和和鐵耗時(shí)，E1=-jXm

Im。8）若計(jì)及鐵耗，則勵(lì)磁電流Im就不是一個(gè)純無功電流；相量E1與相量Im之間的聯(lián)系，不再僅僅是一個(gè)電抗，而是還要加進(jìn)電阻以描述鐵耗。這個(gè)聯(lián)系變?yōu)椋篍1=-（Rm+jXm）Im

，式中E1、Im均為相量，Rm

稱為勵(lì)磁電阻，或激磁電阻，Rm+jXm

記為Zm，Zm稱為勵(lì)磁阻抗。Zm

就是計(jì)及鐵耗、不計(jì)飽和時(shí)，勵(lì)磁電流Im與感應(yīng)電勢E1之間的聯(lián)系。見下頁圖。第37頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1續(xù)3第38頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2勵(lì)磁阻抗的特征由前述可知，不計(jì)飽和時(shí)，

E1=-（Rm+jXm）Im=-Zm

Im勵(lì)磁阻抗Zm特征有二：1）若計(jì)及飽和，則勵(lì)磁阻抗Zm就不是常量了，而是隨著飽和程度的增加而減小。2）但是，由于變壓器正常運(yùn)行時(shí)，外施電壓近似等于額定電壓，主磁通Φm變動(dòng)不大，可近似認(rèn)為Zm

為常量。第39頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.4漏電抗1漏電抗的意義2漏電抗的特征第40頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1漏電抗的意義勵(lì)磁電流im建立主磁通的同時(shí)，還建立了漏磁通1σ。1σ感生了漏電勢e1σ。前面，我們通過引入勵(lì)磁電抗，建立了主電勢E1與勵(lì)磁電流im之間的聯(lián)系。完全類似地，現(xiàn)在我們通過引入漏電抗（簡稱漏抗），來建立漏電勢E1σ與勵(lì)磁電流之間的聯(lián)系，即，把漏電勢看作是負(fù)的漏抗壓降：E1σ

=-jX1σIm，式中E1σ、Im均為相量，X1σ稱為漏電抗，簡稱漏抗。第41頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2漏電抗的特征漏抗為常值。因?yàn)槁┐磐ǖ穆窂街饕獮榭諝?、銅等非磁性物質(zhì)，可以忽略飽和、鐵耗。第42頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.1.5電壓方程式、等效電路、相量圖（式路圖）1電壓方程式2等效電路3相量圖第43頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1電壓方程式Z1=R1+jX1σ

，稱為一次繞組漏阻抗。第44頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2等效電路第45頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3相量圖第46頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2變壓器的負(fù)載運(yùn)行8.2.1從空載到負(fù)載8.2.2正方向8.2.3電壓方程式第47頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2.1從空載到負(fù)載1反磁勢的出現(xiàn)（原邊有反電勢，副邊有反磁勢）2磁勢平衡方程式3能量傳遞原理4副邊漏抗5物理關(guān)系圖6主漏分析法第48頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1反磁勢的出現(xiàn)根據(jù)楞次定律，副邊磁勢總是試圖反抗原邊磁勢，故稱之為反磁勢。第49頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2磁勢平衡方程式副邊反磁勢試圖反抗（削弱）由原邊磁勢建立的主磁通。然而，根據(jù)變壓器假設(shè)，從空載到負(fù)載，主磁通基本不變。因此，為了維持主磁通不變，原邊電流必須增加。增加的部分稱為原邊電流的負(fù)載分量，記為i1L。因此有i1=im+

i1L此式稱為原邊電流的空負(fù)分解式，簡稱“電流分解”。im用于建立主磁通Φm；i1L用于抵消副邊電流的反抗（削弱）。換言之，i1L產(chǎn)生的磁勢N1i1L與i2所產(chǎn)生的磁勢N2i2大小相等、相位相反，互相抵消，以保持主磁通Φm基本不變。因此有第50頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2續(xù)1這就是磁勢平衡方程式，簡稱磁勢平衡，或磁勢平衡方程，或磁勢平衡式。由電流分解式i1=im+

i1L知

i1L=i1–im，代入磁勢平衡式，得：N1i1+N2i2=N1im這是磁勢平衡式另一表現(xiàn)形式，稱為合成非零的磁勢平衡。其相量形式為：第51頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3能量傳遞原理在磁勢平衡方程N(yùn)1i1L+N2i2=0兩邊乘以-e1，得：e1N1i1L

-e1N2i2=0→-e1i1L=

e1i2N2÷N1→-e1i1L=

e2i2這就是變壓器的能量傳遞原理。式中，左端的負(fù)號表示輸入功率，右端的正號表示輸出功率。說明通過原、副邊繞組的電磁感應(yīng)關(guān)系，原邊繞組從電源吸收的電功率就傳遞到副邊繞組，并輸出給負(fù)載?？梢?，楞次定律、磁勢平衡、能量守恒是一回事。第52頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4副邊漏抗副邊電流除了參與建立主磁通外，還建立副邊漏磁通。漏磁通在副邊繞組內(nèi)感生電勢e2σ。與原邊一樣，引入漏抗來表示副邊漏電勢：式中，X2σ=ωL2σ稱為變壓器副邊繞組的漏電抗，簡稱副邊漏抗。第53頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5物理關(guān)系圖第54頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月6主漏分析法按照磁路性質(zhì)的不同，把磁通分成主磁通和漏磁通兩部分，把不受鐵心飽和影響的漏磁通分離出來，用常值參數(shù)X1σ和X2σ來表征，而把受鐵心飽和影響的主磁通及其參數(shù)Zm作為局部的非線性問題，再加以線性化處理。這種分析法方法稱為“主漏分析法”。這與《電路》課程中處理帶電感電路的“自互分析法”是不同的。主漏分析法把線性、非線性分開處理，便于聚焦主要矛盾。第55頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2.2正方向1什么叫正方向？2為什么需要正方向？3原則上怎樣選擇正方向？4實(shí)際上怎樣選擇正方向？5慣例6原邊的正方向7副邊的正方向第56頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1什么叫正方向？正方向是我們給變量假定的方向。因此，正方向是假方向-----假定的方向。假定是任意的。當(dāng)一個(gè)變量的真方向與正方向一致時(shí)，該變量的取值就為正-----這就是正方向之所以被稱為正方向的原因；反之，當(dāng)一個(gè)變量的真方向與正方向相反時(shí)，該變量的取值就為負(fù)。第57頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2為什么需要正方向？-----方向不明，無法列方程。譬如，列VCR、KCL、KVL等方程。更何況，交流電路中的量，u、i、e、Φ，其方向都是變動(dòng)不居的。50赫茲的交流電流，一秒鐘改變方向多少次？100次！真實(shí)方向殊難把握。直流電路中的量，雖然方向不變，但有些情況下，其方向同樣不明。第58頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3原則上怎樣選擇正方向？原則上任意選擇正方向。第59頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4實(shí)際上怎樣選擇正方向？實(shí)際上按慣例選擇正方向。第60頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5慣例5.a什么是慣例 慣例就是慣常的例子。英文convention，有傳統(tǒng)、習(xí)慣、慣例等意思。第61頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5.b慣例的層面慣例分兩個(gè)層面： 選擇一個(gè)變量正方向的慣例---單獨(dú)慣例，簡稱獨(dú)慣； 選擇兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)的變量之正方向的慣例---關(guān)聯(lián)慣例，簡稱聯(lián)慣。第62頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5.c獨(dú)慣獨(dú)慣-----單獨(dú)確定一個(gè)變量之正方向的慣例。獨(dú)慣舉例：譬如，變壓器原邊端電壓，正方向一般為由上到下。第63頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月5.d聯(lián)慣聯(lián)慣包括四種： ui聯(lián)慣、iφ聯(lián)慣、 ue聯(lián)慣、eφ聯(lián)慣。第64頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月ui聯(lián)慣包括：ui收電聯(lián)慣、ui發(fā)電聯(lián)慣。ui收電聯(lián)慣，不如叫ui同正向聯(lián)慣，簡為ui同慣。ui發(fā)電聯(lián)慣，不如叫ui異正向聯(lián)慣，簡為ui異慣。第65頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月ui同慣（收電聯(lián)慣）是指：同一支路的電壓、電流，正向相同。

因?yàn)楫?dāng)某一支路真實(shí)的電壓、電流方向相同時(shí)，該支路處于吸收電功率的狀態(tài)。這就是為什么把ui正向相同的聯(lián)慣稱為收電聯(lián)慣。第66頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月ui異慣（發(fā)電聯(lián)慣）是指：同一支路的電壓、電流，正向相反。

因?yàn)楫?dāng)某一支路真實(shí)的電壓、電流方向相反時(shí)，該支路處于發(fā)出電功率的狀態(tài)。這就是為什么把ui正向相反的聯(lián)慣稱為發(fā)電聯(lián)慣。第67頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)R支路采用ui同慣時(shí)，ui關(guān)系式為：當(dāng)R支路采用ui異慣時(shí)，ui關(guān)系式為：第68頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)L支路采用ui同慣時(shí)，

ui關(guān)系式為：(證明見后)當(dāng)L支路采用ui異慣時(shí)，ui關(guān)系式為：(證明見后)第69頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月當(dāng)C支路采用ui同慣時(shí)，ui關(guān)系式為：(證明略去)當(dāng)C支路采用ui異慣時(shí)，ui關(guān)系式為：(證明略去)第70頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月iφ聯(lián)慣包括：iφ右手螺旋聯(lián)慣，簡稱iφ右螺聯(lián)慣。iφ左手螺旋聯(lián)慣，簡稱iφ左螺聯(lián)慣。第71頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月iφ右螺聯(lián)慣是指：i的正向與i所生φ的正向之間符合右手螺旋關(guān)系。iφ之間的右螺關(guān)系是一種真實(shí)的關(guān)系。當(dāng)iφ正向采用右螺聯(lián)慣時(shí)，iφ關(guān)系式為：第72頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月iφ左螺聯(lián)慣是指：i的正向與i所生φ的正向之間符合左手螺旋關(guān)系。iφ之間的左螺關(guān)系是一種虛假的關(guān)系。當(dāng)iφ正向采用左螺聯(lián)慣時(shí)，iφ關(guān)系式為：第73頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月ue聯(lián)慣包括：ue反向聯(lián)慣ue同向聯(lián)慣必須注意：ue聯(lián)慣只適于電源支路、電感支路。因?yàn)橹挥须娫?、電感上才有e----R、C上都沒有e。第74頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月思考：ue聯(lián)慣為什么命名為反向、同向聯(lián)慣，而不象ui聯(lián)慣那樣命名為發(fā)電、收電聯(lián)慣呢？回答：這是因?yàn)椋簝H憑ue決定不了支路狀態(tài)是發(fā)電還是收電。我們知道，發(fā)電的電功率等于ei，收電的電功率等于ui。因此，沒有電流i就無從知道支路狀態(tài)是發(fā)電還是收電。故ue聯(lián)慣只能命名為反向、同向聯(lián)慣。 不過，變壓器原邊往往采用同向聯(lián)慣，變壓器副邊往往采用反向聯(lián)慣（童貫，蔡京楊戩高俅）。第75頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月ue反向聯(lián)慣是指：同一支路（以L支路為例）的電壓、電勢，正向相反。此時(shí)，ue關(guān)系式為：ue同向聯(lián)慣是指：同一支路（以L支路為例）的電壓、電勢，正向相同。此時(shí)，ue關(guān)系式為：第76頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月eφ聯(lián)慣包括：eφ右手螺旋聯(lián)慣，簡稱eφ右螺聯(lián)慣。eφ左手螺旋聯(lián)慣，簡稱eφ左螺聯(lián)慣。第77頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月eφ右螺聯(lián)慣是指：e的正向與φ的正向之間符合右手螺旋關(guān)系。當(dāng)eφ正向采用右螺聯(lián)慣時(shí)，eφ關(guān)系式為：第78頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月eφ左螺聯(lián)慣是指：e的正向與φ的正向之間符合左手螺旋關(guān)系。當(dāng)eφ正向采用左螺聯(lián)慣時(shí)，eφ關(guān)系式為：第79頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第80頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第81頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第82頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第83頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第84頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第85頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第86頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月第87頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月ui發(fā)電聯(lián)慣ui收電聯(lián)慣（ue，eφ，iφ）（反、右、右）（ue，eφ，iφ）（反、右、左）（ue，eφ，iφ）（反、左、左）（ue，eφ，iφ）（反、左、右）（ue，eφ，iφ）（同、左、右）（ue，eφ，iφ）（同、右、右）（ue，eφ，iφ）（同、右、左）（ue，eφ，iφ）（同、左、左）證明假設(shè)表第88頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月慣例小結(jié)：第89頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月6原邊的正方向變壓器原邊可以看作由R1、L1σ、E1三個(gè)元件組成。（1）獨(dú)慣：三個(gè)元件的電壓正向都選為向下。（2）ui聯(lián)慣：三個(gè)元件的電流方向亦為向下，即都是收電聯(lián)慣；（3）ue聯(lián)慣：E1元件ue同向聯(lián)慣。（4）iΦ聯(lián)慣：E1元件iΦ右螺聯(lián)慣。（5）eΦ聯(lián)慣：E1元件eΦ右螺聯(lián)慣。由上可知：E1元件ei同向。第90頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月6續(xù)1注意：E1元件e、i均有宏觀、微觀之分。宏觀：e、i正向均為由上指向下。微觀：e、i正向均位于與書本垂直的平面內(nèi)，而磁通φ則位于與書本平行的平面內(nèi)。第91頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月6續(xù)2第92頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月7副邊的正方向變壓器副邊可以看作由R2、L2σ、E2三個(gè)元件組成。（1）E2元件eΦ、iΦ均為右螺聯(lián)慣。由此確定副邊電勢、電流同向。據(jù)線圈的繞法知：電勢、電流同向下。（2）ui聯(lián)慣：三個(gè)元件的電壓方向均為向上，即都是發(fā)電聯(lián)慣。（3）ue聯(lián)慣：E2元件ue反向聯(lián)慣。參見上頁圖。第93頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.2.3電壓方程式1瞬時(shí)值形式的電壓方程式2相量值形式的電壓方程式第94頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1瞬時(shí)值形式的電壓方程式第95頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2相量值形式的電壓方程式第96頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.3變壓器的數(shù)學(xué)模型8.3.1歸算8.3.2基本方程8.3.3等效電路（T形電路）8.3.4相量圖8.3.5近似等效電路（Г形電路）8.3.6簡化等效電路（一形電路）第97頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月8.3.1歸算1歸算的動(dòng)機(jī)-----電路一體化2歸算的條件（一體化措施）-----一統(tǒng)一保3歸算的本質(zhì)-----以假代真4歸算的方法-----乘比（例系數(shù)）5歸算的結(jié)果-----副邊各功率不變第98頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月1歸算的動(dòng)機(jī)：為什么要?dú)w算？-------為了等效電路一體化，從而求解方便第99頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2歸算的條件（一體化措施）：統(tǒng)一匝數(shù)、保持磁勢（一統(tǒng)一保）條件（措施）之一：統(tǒng)一匝數(shù)-----變一方匝數(shù)，使同另一方匝數(shù)。（如果兩方都變，則徒增麻煩。）條件（措施）之二：保持磁勢-----保持變匝方的磁勢不變。第100頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2續(xù)1---為什么要統(tǒng)一匝數(shù)？只有統(tǒng)一匝數(shù)，才能使雙方電勢相等。從而合兩條支路為一條支路------合二而一。第101頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月2續(xù)2-----為什么要保持磁勢？只有保持磁勢，才能做到變一方匝數(shù)時(shí)另一方不受影響。原因-----原、副雙方是通過磁場相互作用的，所以，只要變動(dòng)方的磁勢保持不變，就可以實(shí)現(xiàn)不變方不受影響。具體說就是：副方歸算到原方時(shí)，F(xiàn)2’=F2（1）；原方歸算到副方時(shí)，F(xiàn)1’=F1

（2）。第102頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月3歸算的本質(zhì)：以假代真歸算的本質(zhì)（以副邊歸算到原邊為例）：用一個(gè)所生磁勢與真副邊相同、匝數(shù)與原邊匝數(shù)相同的假副邊代替真副邊。假副邊的量與真副邊相應(yīng)的量用右上角標(biāo)一撇來區(qū)別。綜合前述一體化措施，得到歸算的本質(zhì)如下：（1）N2’=N1

，（2）F2’=F2。第103頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4歸算的方法：各變量、參數(shù)怎樣歸算？（以副方歸算到原方為例）第104頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4續(xù)1第105頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4續(xù)2第106頁，課件共125頁，創(chuàng)作于2023年2月4續(xù)3