第7章-变压器

1、 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电 子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。 变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配 变电流：变电流：电流互感器电流互感器 ： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率 cosUIP 及负载功率因数及负载功率因数 一定时：一定时：cos l rIP 2 （电能损耗小）（电能损耗小） IU SI 节省金属材料节省金属材料 （经济）（经济） 1 u 2 u L R 1 i 2 i 多路低压单相变压器多路低压单相变压器 自藕变压器自藕变压器 三相干式全密

2、闭式三相干式全密闭式 电力变压器电力变压器 三相油浸式三相油浸式 电力变压器电力变压器 1 u 2 u L R 1 i 2 i + + t)( t N t Ne sin d d d d m111 tN cos m1 )t(E 90sin m1 11 44.4NfE m 2 2 2 11 1 mm fNE E 有效值有效值: 同同 理：理：)t(Ee 90sin m22 22 44.4NfE m t, sin m 根据根据KVL： 11111 11111 EIjXIR EEIRU 对原边，变压器原边等效电路如图对原边，变压器原边等效电路如图 1m1111 444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻

3、R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端的电其两端的电 压也较小压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，则比较可忽略不计，则 1 E 1 R 1 I 1 U 1 E + + + K N N E E U U 2 1 2 1 20 1 根据根据KVL： 2m22022 4440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 22222 2222 UIjXIR UEIRE 2 2 U + 1 u + 1 e + 1 e + 1 N 2 N + + 2 2 22 Z U IZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Ni m2

4、211 NiNi + Z 2 i 1 u 2 e 1 i 1 e 1 N 2 N + + + 2 u 一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N(I1N为一次绕组额定电流为一次绕组额定电流) 很小可忽略。很小可忽略。 2211 NiNi 或：或： 2211 NINI 2211 NINI KN N I I1 1 2 2 1 结论：原、副边电流与匝数成反比。结论：原、副边电流与匝数成反比。 或：或： 221011 NiNiNi 22N i 102211 NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势 2 2 I U Z 1 1 I U Z ZK I U K K I KU I U Z 2 2 2

5、2 2 2 1 1 ZKZ 2 结论：结论： 变压器原边的等效阻抗模，为副边所变压器原边的等效阻抗模，为副边所 带负载的阻抗模的带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 1 U 2 U 1 I 2 I Z + + 1 U 1 I Z + ： 信号源信号源 I E R0 RL + 10 8 800 L L 2 1 R R N N K I E 1 N 2 U 2 I L R 2 N + + 如图，交流信号如图，交流信号 源的电动势源的电动势 E= 120V，内阻，内阻 R 0=800 ，负载为扬声器，负载为扬声器， 其等效电阻为其等效电阻为RL=8 。要求。要求: （1）当当RL折算到原边的等效折算到原边

6、的等效 电阻电阻 时，求变压器时，求变压器 的匝数比和信号源输出的功的匝数比和信号源输出的功 率；（率；（2 2）当将负载直接与信）当将负载直接与信 号源联接时号源联接时, ,信号源输出多大信号源输出多大 功率？功率？ 0 RR L W54800 800800 120 2 L 2 L0 .R RR E P 0L RR W17608 8800 120 2 L 2 L0 .R RR E P （2，为：为： 变压器额定容量变压器额定容量(KVA) S:三相三相 D:单相单相 NN UU 21 、 N2N1 II、 N S NNNNN IUIUS 1122 NNNNN IUIUS 1122 33 NN

7、N IUS 11 容量：容量： 2 1 p p原边输入功率：原边输入功率： cos 222 IUP 输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行 时的功率取时的功率取 决于负载的决于负载的 性质性质 12 22 )( 22 IfU %100% 20 220 U UU U )( 22 IfU U2 I2 U20 I2N 2 2 FeCu2 2 1 2 PPP P P P A 144 4003 10100 3 3 N2 N N2 U S I A 629 60003 10100 3 3 N1 N N1 . U S I 0 0 3 3 CuFe2 2 1 197 240060010100 10100 .

8、 PPP P 0 0 3 3 2 1 697 2400 2 1 60010100 2 1 10100 2 1 . 2 A X a x A a x 同极性端用同极性端用“” 或或“”表示表示。 增加增加 + + + + 联接联接 23 Nf. U m 2444 220 N N 1 3 2 4 N N 1 3 2 4 联接联接 13， 2 4 i i Nf. U 444 110 m 当电源电压为当电源电压为220V时：时： 220 u + 110 u + 电源电压为电源电压为110V时：时： 串联串联 并联并联 两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消 原因：原因： 电流电流 很大很大 1 1 R

9、 u i 1111 eRiu 感应电势感应电势 0e 1 3 2 4 N N i + u axAaAX UUU、 测量：测量： 若若 说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是是同极性端同极性端. axAXAa UUU axAXAa UUU V a A X x V AX u + X x 电流表电流表 + _ A a + - S A X a x + _ S 2 e + KN N I I K N N U U 1 1 2 2 1 2 1 2 1 A B P 1 u 2 u 1 i 2 i L R 1 N 2 N + + 电压表电压表 被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2 V R N

10、1 （匝数多）（匝数多） 保险丝保险丝 N2 （匝数少）（匝数少） u（被测电压）（被测电压） 电流表电流表 被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1 （被测电流）（被测电流） A Ri1 i2 U1 V1W1 U2V2W2 u1 v1w1 w2v2 u2 高压绕组：高压绕组： U1-U2 V1-V2 W1-W2 低压绕组：低压绕组： u1-u2 v1-v2 w1-w2 d/ NNN YdYyYyYyY、 ： 高压绕组接法高压绕组接法 低压绕组接法低压绕组接法 :/ N yY 三相配电变压器三相配电变压器 : /dY : /d Y N A 3 1 1P U U C B AB U 1 U K U U