电工学II(电机与电气控制)[第二章变压器]山东大学期末考试知识点复习.docx

山东大学 期末考试 知识点复习第二章 变压器 1211 交流铁心线圈电路 1电磁感应定律 当穿过线圈的磁通量发生变化或导体作切割磁感线运动时就会产生感应电动势，这种现象称为电磁感应。如果规定线圈中感应电动势e的参考方向与磁通的参考方向符合右手定则，电磁感应定律的数学描述，即感应电动势的大小表示为3交流铁心线圈电磁关系与电压平衡方程式在图121所示交流铁心线圈电路中，当外加正弦交流电压u，在线圈中产生交变电流i，电流为非正弦量，但可用等效正弦量表示。在交变电流i作用下产生主磁通(穿过铁心形成闭合路径)和漏磁通(经线圈周围的空气隙形成闭合路径)，其参考方向由右手螺旋定则确定。交变的主磁通、漏磁通在线圈中都要产生感应电动势，感应电动势的大小由法拉第电磁感应定律确定。其电磁关系可表示为其中e为主磁感应电动势，e为漏磁感应电动势。 1212 变压器工作原理及电压、电流与阻抗变换关系式 图122是变压器的工作原理图。与电源相连的绕组称为一次绕组(或称初级绕组、原绕组)，与负载Z相连的绕组称为二次绕组(或称次级绕组、副绕组)。一、二次绕组的匝数分别为N1和N2。 当二次绕组开关S断开时，变压器处于空载运行状态，此时的一次绕组电流i10称为空载电流或励磁电流，其值较小，二次绕组电压为开路电压，用u20表示；当二次绕组开关S闭合时，变压器处于负载工作状态，一、二次绕组均有电流，分别用i1、i2表示，二次绕组输出电功率。1213 变压器的额定值与外特性 (1)变压器的额定值又成为铭牌数据，主要包括如下参数。 额定电压U1N、U2N。 三相变压器的额定电压指线电压而非相电压。 二次额定电压U2N在电力系统中指变压器一次侧施加电压U1N时的二次空载电压有效值。 额定电流I1N、I2N。I1N、I2N是指变压器连续运行时，一、二次绕组允许通过的最电流有效值。三相变压器的额定电流指线电流。额定容量SN。 SN即二次额定视在功率，是变压器二次额定电压和额定电流的乘积。SN=U2NI2NU1NI1N(单相)SN=3U2NI2N3U1NI1N(三相)另还有额定频率fN和额定效率N等。(2)变压器的外特性即二次电压U2与二次电流I2的关系，但是其前提是一次绕组所加电源电压U1保持不变。当电源电压U1和负载功率因数cos2为常数时，二次电压U2与二次电流I2的变化关系可用其外特性曲线U2=f(I2)来表示。1214变压器绕组的极性与连接电源变压器往往具有多个绕组。如图123所示的变压器，有两个一次绕组和两个二次绕组，使用时可根据需要进行串联和并联。同名端在图123所示的多绕组变压器中，当铁心中有交变的主磁通存在时，它穿越了所有的绕组，在每一个绕组中都要产生感应电动势。把每一绕组中产生的感应电动势极性相同的端点称为同名端(同极性端)。同名端有一非常重要的特点：那就是从所有的同名端通入电流时，在同一铁心中产生的磁通是相互增强的，如图12.3(a)所示。a端和c端是相应两绕组的同名端，而a端和d端则为异名端。两互感线圈绕组是串联还是并联，视具体情况和需要而定。总的原则是额定电流相同的绕组才能串联。额定电压相同的绕组才能并联。1215 特殊变压器工作原理及特点三相变压器的一次、二次绕组都可以分别接成Y或，构成YY0、Y、Y0等连接方式。注意：在三相变压器中，每相一、二次电压之比等于匝数之比；同时还要注意一、二次线电压与相电压的关系。自耦变压器二次绕组是一次绕组的一部分，一、二次绕组之间不仅有磁的耦合，还有电的联系，其工作原理类似于单相变压器。电压互感器是用来将高电压变换为低电压的降压变压器。其一次绕组匝数多，并联在被测高压电路上；二次绕组匝数少，与电压表、电压继电器或其他仪表的电压线圈相连接。使用电压互感器时，二次侧相当于开路(电压表内阻很大)。因此，二次侧不允许短路，否则将会因为电流过大而烧坏绕组。电流互感器是用来测量大电流的特殊变压器。电流互感器的特点是一次绕组匝数很少(只有一匝或几匝)，它串联在被测电路中。二次绕组的匝数较多，它与电流表或其他仪表及继电器的电流线圈相连接。在使用电流互感器时二次绕组电路是不允许开路的，否则二次绕组感应出高电压，危及人身安全。1221 本章重点(1)交流铁心线圈中的电磁关系，电压平衡方程式的列写。(2)单相变压器的工作原理；电压、电流、阻抗三个变换关系式的推导，能用三个变换关系式求解变压器方面的基本题型。 (3)绕组同名端的判断和标注，绕组串联与并联应遵循的原则。1222 本章难点(1)交流铁心线圈及变压器在各种情况下，电磁关系的分析和讨论。在变压器中，既有