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文档简介

磁路和变压器,刘航航,电机学习题课,2009年11月6日,2,1-2 磁路的基本定律有哪几条?当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时,磁路计算能否用叠加原理,为什么?,磁路的基本定律磁路的欧姆定律、基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。 当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时,分为两种情况考虑。当铁心不饱和时,可以采用叠加原理。当铁心饱和时,磁化曲线不再是一条直线,磁导率是变化的,H和B呈非线性关系,故不能采用叠加原理。 注意:仍满足基尔霍夫第二定律,3,1-8 如图所示铁心线圈,线圈A为100匝,通入电流1.5A,线圈B为50匝,通入电流1.0A,铁心截面积均匀,求PQ两点间的磁位降。,方法一:由题可知,,合成磁动势 注意作图标明方向,4,注意:两点间的磁位降大小根据磁通流动的方向而定,本题中磁通从P流向Q,所以从P到Q的磁位降为正值。,方法二:本题不考虑饱和问题,可以采用叠加原理进行求解。,5,当两个电流同时作用时,,注意:此处的FPQ2包括了R3上的磁压降以及磁动势F2两部分,所以等式右端为零。,6,2-1 空载和负载时,主磁通的大小取决于哪些因素?,空载时 UE1=4.44fN1m 所以,主磁通与电源电压,电源频率和一次绕组匝数有关。 负载时,二次绕组中将有电流I2流过,同理一次绕组中的电流将由空载时的I0变为负载时的I1,由于一次绕组的漏抗压降I1Z1很小,负载时仍满足公式UE1=4.44fN1m与所加负载近似认为无关。,注意:主磁通大小取决因素时,不可认为变压器接电网时:电网电压不变,频率不变,主磁通为常值。思维不能定式,7,2-2 一台60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时,若额定电压不变,问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化?,分析思路:列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的式子,分析当频率变化时,各个式子中相应量的变化,从而得出所求量的变化趋势。,首先分析激磁电流,U不变,E不变,由磁化曲线可知,8,对于铁耗,对于漏抗,9,2-3 一台110V/220V的变压器,若误接到110V直流电源上,将产生什么后果?,误接到110V直流电源上,绕组中不能产生感应电动势,故E1=0,一次电流将由欧姆定律决定,等于U1/R1,其中R1很小,因此电流将很大,足以烧毁变压器。,注意:一定要写明后果,不能只写起不到变压作 用。由于电流大,足以烧毁变压器。,10,2-5 利用T型等效电路进行实际问题计算时,算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否均为实际值,为什么?,当归算到一次侧时,算出的一次侧电压、电流为实际值,二次侧电压、电流为归算值,其实际值应为,当归算到二次侧时,算出的二次侧电压、电流为实际值,一次侧电压、电流为归算值,其实际值应为,11,无论归算到哪一侧,算出的损耗和功率都为实际值。,以归算到一次侧为例 ,因为一次侧均为实际值,所以功率和损耗为实际值,对二次侧而言,,切记:归算的本质就是不改变一次二次绕组原有的电磁关系、变压器的物理本质以及磁动势能量的平衡关系。,12,2-10 什么叫变压器的电压调整率,它与哪些因素有关?是否能变成负值?,当一次侧电压保持为额定、负载功率因数为常值,从空载到负载时二次侧电压变化的百分值,称为电压调整率。,电压调整率随着负载电流标幺值的增加正比增大,此外还与负载的性质和漏阻抗标幺值有关。,13,14,(2) 用T型等效电路计算,15,16,用简化等效电路计算,17,经过比较可见两者差别很小。,计算结果比较,特别注意: 计算方向,角度变化时,数值前面正负号会发生变化,18,三相电压的关系,UA,UB,UA,UC,UB,UC,UA,UB,UC,19,2-18 判断联结组的组别(1),Y,d7,20,2-18 判断联结组的组别(2),Y,d7,21,2-19 变压器在额定电压下进行开路试验和额定电流下进行短路试验时,电压加在高压侧所测得的P0和Pk与电压加在低压侧所测得的结果是否一样?,电压加在高压侧所测得的P0和Pk与电压加在低压侧所测得的结果是一样的。因为绕组归算的前提条件就是原副边绕组的功率和磁动势不变。故无论将一次侧归算到二次侧还是二次侧归算到一次侧,测量同一个功率是不会改变的。 在做空载试验时,为了便于试验和安全起见,通常在低压侧试验,测得低压侧的电流值I0和功率P0 ,进而计算激磁支路参数Rm,Zm,Xm。 在做短路试验时,为了避免短路电流过大而造成线圈的损坏,通常是高压侧接电源,低压侧短路,调节电流在01.3倍额定电流的范围内,进行测量,获得高压侧的电流值Ik和功率Pk , 进而计算短路参数Rk,Zk,Xk 。,22,23,24,当第一台变压器达到额定负载时,即S1*=1时,25,补充题 1,一台双绕组单相变压器,其主磁通在一、二次侧线圈中产生的每匝电动势分别为ec1和ec2,则应有( ) (A)ec1 ec2 (B)ec1 ec2 (C)ec1= ec2 (D)无法确定,答案:C,26,补充题 2,一台额定电压为220/110V的单相变压器,若将高压侧接到250V电源上,其激磁电抗将( ) (A) 增大 (B) 减小 (C) 不变 (D)无法确定,答案:B,27,3. 变压器的Rk 、Xk、Rm、Xm各代表什么物理意义?磁路饱和是否对Rm、Xm有什么影响?,28,29,4. 变压器的其他条件不变,在下列情况下,X1,Xm各有什么变化。 (1)一次、二次绕组匝数增加10% (2)外施电压增大10% (3)频率增加10%,30,31,32,33,选择题,Y,y联结的三相变压器组,其空载电流和相电动势波形分别为( ) (A) 尖顶波和尖顶波 (B) 尖顶波和正弦波 (C) 正弦波和尖顶波 (D) 平顶波和平顶波,答案:C,34,选择题,一台单相变压器,空载与额定运行时一、二次侧端电压之比分别为29:5和145:24,则电压变化率为( ) (A) 4% (B) 4.17% (C) -4% (D) -4.17%,答案:A,35,选择题,、两台三相变压器并联运行,它们的联结组别相同,电压比相等,但的短路阻抗标幺值比的大,则( ) (A) 先满载 (B) 先满载 (C) 同时满载 (D) 无法确定,答案:B,36,选择题,、两台三相变压器并联运行,它们的联结组别相同,短路阻抗标幺值相等,但的电压比比的大,则( ) (A) 先满载 (B) 先满载 (C) 同时满载 (D) 无法确定,答案:C,37,选择题,变压器运行时的电压变化率(

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