第四章變壓器

1、2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章磁路：磁通所經(jīng)過的閉合路徑。磁路：磁通所經(jīng)過的閉合路徑。1.1.磁路的基本概念磁路的基本概念 線圈通入電流后，產(chǎn)線圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏生磁通，分主磁通和漏磁通。磁通。：主磁通主磁通：漏磁通漏磁通1u2ui 鐵心鐵心（導(dǎo)磁性能好（導(dǎo)磁性能好 的磁性材料）的磁性材料）2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章lIFB 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第

2、4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章（3 3）磁導(dǎo)率）磁導(dǎo)率表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量（亨（亨/米）米）70104 真空中的磁導(dǎo)率真空中的磁導(dǎo)率( )為常數(shù)為常數(shù)0一般材料的磁導(dǎo)率一般材料的磁導(dǎo)率 和真空中的磁導(dǎo)率之比，和真空中的磁導(dǎo)率之比，稱為這種材料的相對磁導(dǎo)率稱為這種材料的相對磁導(dǎo)率r0r1r稱為磁性材料稱為磁性材料1r稱為非磁性材料稱為非磁性材料2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章H BH 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章lNIH SB , 2022-3-62

3、022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章+NIfNSS2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章lH d IlH dlINH

4、 或或2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章mRF SlNI mRF 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章lSlHlNI B IlH d2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章xHlHlHxxx 2d NII NIx2Hx IlH d2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章xxlNIx2NIH 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-

5、3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章nn2211lHlHlHNI niiilHNI12022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章nnSBBSB , . , S , 2211 niiilHNI12022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 A 5133004509000.NHlI A 390300450260.NHlI 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 A/m102 . 71049 . 057000 BH cm 390.2- 2391 .ll cm 23921

6、510.l 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章A 16351951440110 lHHNI A 144010201027250 .H A 1951039500211 lH163511635 ININ2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通勢）（磁通勢）tiLdd 常常數(shù)數(shù) iNL2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章eeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章t, sinm )s

7、in(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 Fe2cosPRIUIP 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章eu 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章eu 2Fe0IPR 2Fe0IQX

8、IUIUXRZ 202002022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章11404220100cos.UIP 554220 IUZ0R.IPRRR 25641002200X.RXXX 6 5425655Z222202022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2cm 527910230.S 3001052721504442204444m .SfB.UN A13002106070022m NlHI2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛

9、。子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：變電壓：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電流互感器電流互感器 ： 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P =UI cos 及及負(fù)載功率因數(shù)負(fù)載功率因數(shù)cos 一定時：一定時：電能損耗小電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）U I P = I RlI S2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 發(fā)電廠發(fā)電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室380 / 220V降壓降壓變電站變電站 10kV降壓降壓降壓降壓2022-

10、3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章變壓器的磁路變壓器的磁路1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 1 4 三相油浸式變壓器三相油浸式變壓器 油箱油箱 2鐵心及繞組鐵心及繞組 3儲油柜儲油柜 4散熱筋散熱筋 5高低壓套高低壓套管管 6分接開關(guān)分接開關(guān) 7氣體繼電器氣體繼電器 8信號溫度計(jì)信號溫度計(jì)變壓器的基本變壓器的基本結(jié)

11、構(gòu)結(jié)構(gòu) 一般的電力變壓一般的電力變壓器由鐵心、繞組器由鐵心、繞組及其附件組成。及其附件組成。 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 變壓器的結(jié)構(gòu)形式變壓器的結(jié)構(gòu)形式 (a) 心式；心式； (b) 殼式殼式鐵 心繞 組(a)(b) 按鐵心和繞組的組合結(jié)構(gòu)，按鐵心和繞組的組合結(jié)構(gòu)， 通常又把通常又把變壓器分為心式和殼式兩種，變壓器分為心式和殼式兩種， 如圖所示。如圖所示。2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章1u2uL

12、Z1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章(1) 空載運(yùn)行情況空載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。二次側(cè)開路。20u+0i02i1u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時，空載時，鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢組磁通勢產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章(2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況帶負(fù)載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交

13、流電源，二次側(cè)二次側(cè)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時，鐵心中有載時，鐵心中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次繞組磁次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee

14、2m244. 4NfE t, sinm 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章根據(jù)根據(jù)KVL：1111111111jEIXIREEIRU 變壓器一次側(cè)等效電路變壓器一次側(cè)等效電路1m1111444Nf.EUEU 由于電阻由于電阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)較小較小,其兩端其兩端的電壓也較小的電壓也較小,與主磁電動勢與主磁電動勢 E 比較可忽略不計(jì)，比較可忽略不計(jì)，則則一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)11eu 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章KNNEEUU 2121201根據(jù)根據(jù)KVL：2m220224440Nf.EUU,I 結(jié)論：

15、改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章一般情況下：一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反

16、比。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍夯颍?21011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空載磁勢空載磁勢有載磁勢有載磁勢2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 結(jié)論：結(jié)論： 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。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章：信號源信號源IER0

17、RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如圖，交流信號源的電動如圖，交流信號源的電動勢勢 E= 120V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 R 0=800 ，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8 。要求。要求: （1）當(dāng)）當(dāng)RL折算折算到原邊的等效電阻到原邊的等效電阻時，變壓器的匝數(shù)比和信號源時，變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)載）當(dāng)將負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時直接與信號源聯(lián)接時,信號源信號源輸出多大功率？輸出多大功率？0LRR 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 W548008008001202L2L0.RRRE

18、P 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，為：為：2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 變壓器額定容量變壓器額定容量(KVA)S:三相三相D:單相單相 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次側(cè)輸入功率：一次側(cè)輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運(yùn)行變壓器運(yùn)行時的功率取時的功率取決于負(fù)載的決于負(fù)載的性質(zhì)性質(zhì)2022-3-

19、62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 FeCu2212PPPPPP 輸出功率輸出功率輸入功率輸入功率2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 U2|ZL |I2 = 2230.966= 224 A= 5.15 A I2kI1 =2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章 A1605 . 022040440cos)1(2

20、2 UPnI日日A33. 516066002202N12N2121 IUUINNIA160A27.227220/50000/)2(2NN2N USI2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章W17600W250005 . 050000cos2 日日或或nPSPN 未未滿滿載載盞盞或或日日185440625440405 . 050000cos1 nPSnN 4405.0220/4027.227cos/2NN21 nUPIn 日日盞盞185440625 var30484.5)tg(arccos040440tg 日日日日nPnQQW3963230484500002222 QSPN盞盞熾熾日日5504044040396322 PnPPn2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 2022-3-62022-3-6電工技術(shù)電工技術(shù)第第 4 4章章0033CuFe22119724006001010010100.PPPP 0033216 .9