《電機與拖動技術》課件第 1 章 變壓器

第一章變壓器1.1磁路的基本概念1.2變壓器1.1磁路的基本概念

1.1.1磁路的基本物理量1.磁通Φ表示垂直穿過某一截面積S

的磁感線總數，單位韋伯（Wb）。

2.磁感應強度（磁通密度）B表示磁場內某點的磁場強弱和方向的物理量，矢量。規(guī)定其值B等于垂直于矢量B的單位面積的磁力線數。計算公式為

在充滿均勻磁介質的情況下，當描述的磁場包括介質因磁化而產生的磁場在內時，用磁感應強度Ｂ表示，其單位為特斯拉（Ｔ），它是一個基本物理量；單獨由電流或者運動電荷所引起的磁場（不包括介質磁化而產生的磁場）時，用磁場強度Ｈ表示，其單位為Ａ／ｍ，是一個輔助物理量。1.1.2鐵磁材料的磁性能1.高導磁性和磁化性

2.磁飽和性（見下圖）當外磁場逐漸增大時，鐵磁材料中的小磁疇將隨之逐漸轉向，起初外磁場的增加，磁感應強度B成正比增大（Oa

段）；接著磁感應強度B幾乎呈直線上升（ab段），這之后，由于鐵磁材料內部的磁疇幾乎全部轉向完畢，所以再增加外磁場，磁感應強度B幾乎不能再增加，此時稱為磁飽和（cs段）。3.磁滯性和剩磁性圖1.1鐵磁材料的磁化曲線

圖1.2

磁路中的各參數

圖1.3交流鐵芯線圈示意圖

1.2變壓器1.2.1

變壓器的用途與結構用途：輸電：升電壓，減少功率損耗；用電：安全，滿足設備電壓需求；電子線路：耦合電路，傳遞信號，實現阻抗匹配?；窘Y構：圖1.4變壓器的兩種類型圖1.5變壓器的兩種類型1.2.2變壓器的工作原理1.變壓器的空載運行與變換電壓圖1.6變壓器空載運行工作原理圖

左圖的電磁關系可表示如下：

2.變壓器的負載運行與變換電流圖1.7變壓器負載運行工作原理圖

變壓器變換阻抗圖1.8負載阻抗的等效變換

圖1.9變壓器的外特性

變壓器繞組極性及連接方法１）變壓器繞組的同極性端（同名端）圖1.10變壓器繞組的同極性端圖1.11

用實驗方法測繞組的同極性端２）變壓器繞組的連接方法圖1.12變壓器繞組的正確連接1.2.4三相變壓器圖1.13三相油浸式電力變壓器繞組外形圖圖1.14三相變壓器結構示意圖圖1.15三相變壓器的連接

例1.4某三相變壓器，高壓繞組為星形連接，低壓繞組為三角形連接，容量為500kV·A、額定電壓為35／11

kV。試求該變壓器在額定狀態(tài)下運行時，高低壓繞組的線電流和相電流。

1.2.5

其他用途變壓器

1.自耦變壓器圖1.16自耦變壓器圖1.17調壓器的外形和電路

2.

儀用互感器（專門用于測量用的變壓器）將原邊的高電壓或大電流，按比例縮小為副邊的低電壓或小電流，以供測量或繼電保護裝置使用，其分類如下：１）電流互感器（一種將大電流轉換為小電流的變壓器）

出于安全考慮，實際工作中經常使用鉗形電流表（由一個特殊的電流互感器和一個電流表組合而成）圖1.18電流互感器接線圖圖1.19鉗形電流表２）電壓互感器（一種變比較大的降壓變壓器）為了安全起見，必須將副繞組的一端與鐵芯同時接地，以防止當繞組間的絕緣層損壞時副繞組上有高壓出現。圖1.20電壓互感器的接線圖

3.電焊變壓器有特殊的工作要求：空載時要有足夠的電弧點火電壓（60～90

Ｖ）；有迅速下降的外特性，額定負載時電壓約為30Ｖ；短路時二次電流不能過大，一般不超過額定電流的兩倍，焊接的工作電流要較穩(wěn)定且大小可調，以適應不同的焊條和被焊工件。電焊變壓器的兩個繞組一般分裝在兩個鐵芯柱上，再利用磁分路法或串聯可變電抗法，使繞組漏抗較大且可調節(jié)，以產生快速下降的外特性。圖1.21可調電焊變壓器的外特性圖1.22電焊變壓器原理圖氣隙越大，電抗越小，輸出電流越大。當磁分路移出時，兩繞組漏磁通及漏抗較小，工作電流增大。調節(jié)分支磁路的磁阻即可調節(jié)漏抗大小，以滿足焊條和工件對電流的要求。單相變壓器實驗1.實驗目的了解單相變壓器的空載和負載實驗方法，熟悉其使用；通過空載實驗求取變壓器的電壓比和鐵損耗；通過負載實驗測定單相變壓器運行特性。2.實驗設備序號型號名稱數量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34單三相智能功率功率因數表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調電阻器1件6D51波形測試及開關板1件3.實驗內容１）測定電壓比圖1.23

單相變壓器變比實驗從控制屏上調壓器的輸出接線到單相變壓器的低壓線圈。高壓線圈開路，閉合電源開關Q，將低壓線圈外施電壓調至50％額定電壓左右，測量低壓線圈電壓及高壓線圈電壓，對應不同的輸入電壓共讀取5組數據，記錄于下表中。序號實驗數據測量數據計算數據２）空載實驗圖1.24單相變壓器空載實驗

３）負載試驗