《電工技術》第2章變壓器

1、第二章變壓器掌握變壓器變換、交流和阻抗的原理和計算方法。掌握同名變壓器的概念和正確的繞組連接方法。了解單相變壓器的分類、結構和銘牌數據。了解變壓器的外部特性和效率。了解自耦變壓器的結構和工作原理。了解電流互感器、第2章變壓器、2.1變壓器的結構和工作原理、2.2變壓器的額定值、2.3繞組的同名端和繞組的串并聯、2.4三相變壓器、2.5專用變壓器、2.1變壓器的結構和工作原理，這是一種常用的靜止電氣設備。其基本工作原理是利用電磁感應原理，通過一個共同的磁場(磁路)將兩個或兩個以上的繞組耦合在一起，注意：變換前后的頻率不變，2.1變壓器的結構和工作原理，變壓器的分類包括：電力變壓器、儀表變壓器等。

2、根據轉換電能的相數，有單相變壓器和三相(多相)變壓器。雖然變壓器的種類很多，但它們的結構和工作原理基本相同。本章主要介紹單相小型變壓器，同時也介紹了其他一些常用變壓器的特點和使用方法。2.1.1單相變壓器的基本結構單相變壓器：與單相交流電源相連，用于改變單相交流電壓。組成：變壓器主要由鐵芯和纏繞在鐵芯上的線圈組成。特殊點：小容量應用：局部照明和控制。變壓器鐵芯：硅鋼片疊片。變壓器繞組：由高強度漆包線制成。油箱、冷卻裝置、保護裝置等其他部件。鐵芯，線圈，2。結構、殼式變壓器、鐵心變壓器、鐵芯和線圈。與電源相連的兩個繞組中的一個稱為初級繞組，用下標“1”表示，如初級繞組電壓U1和初級繞組匝數N1。

3、與負載相連的繞組稱為次級繞組，用下標“2”表示。2.1.2變壓器的工作原理、空載運行狀態(tài)、變壓器的變壓作用、U1 i0、N1 i0、主磁通、漏磁通01、輔助繞組E2、U20、E01、一次繞組e1、變壓器空載運行狀態(tài)、一次、二次繞組中的電壓、電流和磁動勢N1i0之間的電磁關系、主磁通和漏磁通01可表示如下：術語：一次繞組磁動勢主磁通漏磁通、1一次繞組的電壓平衡方程、 初級繞組3360與電源連接的一側，初級繞組N1i0:的匝數為N1，導致建立磁場。 主磁通：是通過閉合沿鐵芯的大多數磁力線形成的，即工作磁通0，它同時與初級繞組和次級繞組互鎖，并在次級繞組中產生感應電動勢e1和e2。術語：初級繞組磁動

4、勢主漏磁通，1初級繞組的電壓平衡方程，漏磁通013360是由磁動勢N1i0引起的非磁性材料沿初級繞組周圍空間的閉合而形成的。01僅與初級繞組交叉連接(它不傳遞能量，但僅在初級繞組中產生小的感應電動勢e01)。術語：初級繞組磁動勢主磁通量泄漏通量，繞組中感應電動勢的正方向和主磁通量的正方向符合右手螺旋法則。感應電動勢e2的正方向如圖2.1.3所示。在圖中所示的正方向，次級繞組的開路電壓u20等于E2。根據KVL，初級繞組的電壓平衡方程為： u1=i0 R1(e01)(e1) (2.1.1)。當電源電壓為正弦時，主磁通也按照正弦規(guī)律變化。如果磁路中的磁通量不飽和，電流也可以視為正弦量。上述公式可以

5、寫成相量形式，(2.1.2)，忽略I0R1和漏磁通產生的感應電動勢E01。這可能是合適的當主磁通按照正弦規(guī)律變化時，m=Sint，u20的有效值=e2=4。44f N2m，U1E1=4。44N1 1M U20=E2=4。也可以推導出空載條件下的44fN2M，Ku (k)稱為變壓器的變比。當Ku1，即N1N2，U1U20，是降壓變壓器時。當Ku1，即N1N2和U1U20，是升壓變壓器時。3電壓變化動作，例如“6000230伏”表示初級繞組的額定電壓(加到初級繞組的電源電壓)U1N=6000V伏，次級繞組U2N=230V伏。U2N是指額定電壓U1N施加到初級繞組后，次級繞組的空載電壓。變壓器銘牌上

6、標注的額定電壓是以分數形式表示的一次繞組和二次繞組的電壓值，即空載運行時的電壓。1初級繞組電壓平衡方程和磁動勢平衡方程，變壓器在兩負載運行狀態(tài)下的變電流動作，變壓器空載運行時，空載電流i0極小。在負荷運行狀態(tài)下，當U1不變時，一次繞組中的電流由i0變?yōu)閕1，其他物理過程不變，因此一次繞組電壓平衡方程變?yōu)椋鹤儔浩髟趦煞N負荷運行狀態(tài)下的變電流作用，一次繞組電壓平衡方程和磁動勢平衡方程，一次繞組電壓平衡方程和磁動勢平衡方程，在變壓器空載和負載情況下，鐵芯中的最大工作磁通m基本保持不變。即變壓器磁動勢的平衡方程：N1i1N2 i2N1i0(如何表示相量？)，兩種負載運行狀態(tài)，2變壓器的可變電流動作，將

7、磁動勢平衡方程改寫為如下形式：在負載運行狀態(tài)下，一次繞組電流由兩部分組成：勵磁分量I0:產生工作磁通m；負載分量：補償次級繞組電流I2對工作磁通的影響，其數值與I2成正比，但相位相反。雙負載運行狀態(tài)、2變壓器的可變電流動作、在額定運行狀態(tài)下省略勵磁電流分量。有(2 .1.14)，其有效值表達式為或(2 .1.15)，其中Ki稱為變壓器的變比、兩種負載運行狀態(tài)，2個變壓器的變流動作，變壓器一、二次繞組電流的自動調整過程如下：負載阻抗ZL。雙負載運行狀態(tài)，3變壓器的外部特性，電壓調節(jié)率U？電壓調整率表示變壓器在額定工作狀態(tài)下，從空載電壓到空載電壓時，次級繞組電壓與空載電壓的變化率。變壓器的可變阻抗

8、功能：阻抗匹配，使負載可以獲得最大功率輸出。、U1、I1、I2、U2、ZL、ZL、ZL、1.額定容量SN 2、額定電壓U1N和U2N 3、額定電流I1N和I2N 4以及額定頻率fN。變壓器的額定值主要包括：2.2變壓器額定值、1。額定容量SN指變壓器在額定運行條件下的額定容量。次級繞組的視在功率SN=U2N I2N (2。2.1)，額定容量SN=U1N I1N (2 .2.2)可近似視為代表變壓器傳輸電力的能力，其單位為伏安或KVA。1.額定容量SN，三相變壓器，單相變壓器，SN=U1NI1N=U2NI2N，2.2變壓器額定值，額定電流I1N和，2。當額定電壓U1N和U2n加到U2n時，二次繞

9、組的開路電壓U2N應比滿負荷運行時的輸出電壓U2高510%。2.變壓器額定值、額定頻率fN中國電力標準頻率為50Hz。當變壓器的額定頻率與交流電源的頻率不一致時，一般不能使用。2.2變壓器額定值，示例2.2.1電力變壓器如圖2.2.1所示。原繞組匝數為N1=660匝，連接電源電壓U1=220伏。兩個輔助繞組的空載電壓U20=36V，U30=12V。找出兩個輔助繞組的匝數N2和N3。2.2變壓器額定值變壓器有兩個輔助繞組，其工作原理與雙繞組變壓器相同。次級繞組的匝數、匝數和匝數，圖2.2.1示例2.2.1，2.2變壓器額定值，示例2.2.2在上述示例中，如果兩個次級繞組都連接純電阻負載，I2=1

10、A，I3=2A，則假設勵磁電流可以忽略不計。，-，R3，U3，I3，U1，I1，P2=36W，2.2變壓器額定值，例2.2.3已知交流信號源的有效電壓值為U=6V，內阻為R0=100，負載為揚聲器，電阻RL=8。(1)將揚聲器直接連接到信號源的輸出端，計算負載的功率p；(2)為了獲得負載的最大輸出功率，需要進行阻抗變換。因此，在信號源和負載之間連接了一個變壓器，使得RL被轉換為原始繞組RL=R0的等效電阻。計算變壓器比率Ku和滿足該條件的負載獲得的功率p。、r0、I、rl、u、r0、u、rl、i1、I2、r0、I、rl、u、r0、2.2變壓器額定值、負載功率是信號源輸出的功率。并且可以證明此時

11、負載獲得最大輸出功率。2.3繞組的同名端和繞組的串并聯、同名端：在工作磁通的作用下，兩個繞組的兩個對應端在任意時刻以相同的極性纏繞在同一個鐵芯上。兩個具有正(或負)極性的對應端稱為同名端。同名的結尾標有 。2.3繞組的同名端和繞組的串并聯可以根據已知繞組方向的兩個繞組的右手螺旋法則來判斷。如果鐵芯中電流產生的磁通量方向相同，這兩端就有相同的名字。2.3繞組的同名端和繞組的串并聯、(串聯)(并聯)、串聯：初級繞組能適應較高的電源電壓；次級繞組可以輸出更高的電壓。并聯：可以獲得更大的電流。2.3繞組名稱相同的兩端，繞組的串聯和并聯，A，X，X，I，1，2，第7章，7.5，2.4三相變壓器，由于對稱

12、三相電流引入三相繞組，通過中間鐵芯柱的磁通量為零，因此可以省略中間鐵芯柱，如下圖所示。請注意，原始繞組使用資本，2。4三相變壓器，在工程實踐中，為簡化起見，U、V和W鐵芯柱放置在同一平面上。2。4三相變壓器，-，對于特殊用途的變壓器，自耦變壓器的結構特點是只有一個繞組和繞組中間的抽頭。2.5.1自耦變壓器、2.5.1自耦變壓器、U1、特性？自耦變壓器的外形和原理圖如下：2.5專用變壓器，其工作原理與普通雙繞組變壓器相同。電壓變換、電流變換和阻抗變換之間的關系也適用于自耦變壓器。工作原理：變壓器采用1。擴大交流電流表的量程；2.將電流表與被測高壓電路分開，以確保人體和儀器的安全。2.5.2電流互感器、負載、i1、I2、電流互感器、2.5專用互感器、2.5.2電流互感器、負載、二、