(工頻)變壓器的工作原理及設計

e=

dΨ=-N 磁感應強度BΦΦ=BAAμ

μ=μμ，

10-磁場強度HH=μ

F=Um=安培環(huán)路定律（全電流定律Hl

=

=

=

圖 安培環(huán)路定圖2磁路基爾霍夫第一定 圖 磁路基爾霍夫第二定Um

Hl

Blμ

φ=Rφmm 由0開始逐漸增加時，磁感應強度也逐漸增加，這種曲線稱為原始磁圖 磁 圖 原始磁化曲磁滯回線：當鐵磁物質在-Hm到+Hm之間反復磁化若干次最后得到對 B的變化總是落后于H6基本磁化曲線：選擇不同的Hm進行反復磁化，得到一系列大小不同圖 基本磁化曲 圖 磁能（圖中灰色部分磁能

=FdΦ

Vm Φm0m0V

=

從上面的圖可以看出，若H增加，進入飽和，灰色面積不會增加很 f和磁滯回進而產(chǎn)生損耗，與f也有關。工作原理：變壓器的工作原理如下圖所示。在繞 1上施加一交流電壓u1便有電流i1流入，在鐵芯中產(chǎn)生交變磁 φ，交變磁通與繞組2相鏈，由于磁通交變的作用，就會在繞組2中感應電流。根據(jù)電磁感應圖 變壓器的工作原理 （1）圖圖 鐵芯疊裝圖和柱面圖 繞組套裝在鐵芯柱上的情

u1

圖 變壓器空載運

Φ=

cot

=-

dΦ=

n

=

sint

2fN

=

fN1Φm

fN

=4.44fN

E2

2

=fN2Φm2

=4.44fN2u1u2

=N

k（變壓器的變比

I0

圖 當磁路飽和時的磁化電流波從上面的ab

e=

量I1產(chǎn)生磁勢I1N1去平衡二次側的電流產(chǎn)生的磁勢 I1

+I2N

=Im圖 變壓器負載運在講述工作原理時，我們忽略了很多參數(shù)，如繞組電阻，漏磁通（會變化）等。若把這些都考慮進去，可以得到比較完整的相量圖（1516變壓器等效電路圖（T形R1、R2、Rm、

X1σ

X2σ

（橫截面一樣大），S=

=4.44f(BmA)(l

V=kAlBm——磁負荷σ——電負荷由于一次側和二次側產(chǎn)生的磁勢互相抵消，所以電 I實際上是由導的性能限制的；電壓U1718?！鱑

U2

-U

0U2（電壓、電流、頻率）以及結構參數(shù)有關。這些參數(shù)決定了變壓器的效率，進而決定了變壓器的發(fā)熱和溫升。當銅耗 鐵耗，可變損耗不變損耗時效率高。這些性能是變壓器設計的指標，非常重要。圖 變壓器的并各變壓器間的短路電阻和短路電抗的比值須相等 圖 聯(lián)結組相差300 ~百余倍的I0，相當于6~8倍的IN--這與磁化曲線有關）。這些可通過下面的一個狀態(tài)方程來解釋。u1=U

N1Rsintc為常數(shù)，與初始條件有關。假如鐵芯無剩磁 t=0，Φ=0，求c=-Φmsinα則ΦΦm

)

α=900，即電壓為0

2Φm。若再考慮剩磁，則最大值為2.2~2.3Φme=-飽和除了產(chǎn)生沖擊電流，而且

IN）。這瞬態(tài)過程作用產(chǎn)生很大的電應力

F=

σi

∝i2） 分析不對稱的基本方法是對稱分量法和迭加原理（假設是線性系統(tǒng)）舉

Ia

I,I

=I

0圖25 12單相負載 圖26中點移動壓也會不對稱。如上圖所示，為了補償二次側電 Ia產(chǎn)生的磁勢，一次側A必須有電流IA流過。但因為一次側無中線，B、C兩相一定有電流，而B、C B、C兩相的激磁電流增加，相應的三角形A、B、C三點位置固定。從上圖可得：B、C兩相電壓升高