第2章变压器1

1、2.3变压器的负载运行 原边绕组接电源，副边绕组接负载，二次绕组中有电流通过，称为变压器的负载运行。如图2-8 ZL 称为负载模拟阻抗。图中规定了各物理量的正方向:1（3）磁通 与感应电势e1 ，e2之间也满足右手螺旋关系；即e 与 i 方向一致 规定原则为：（1） i1 正方向与电源电压u1正方向一致； u2 正方向与i2流入负载负载的正方向一致（2）磁通与电流的之间满足右手螺旋定则。2关于电机学中各电磁量正方向的讨论：关于电机学中各电磁量正方向的讨论： 所谓规定正方向，就是用一箭头表示该电磁量为正时的方向。 这些箭头并不表示某一瞬间各物埋量的实际方向，它们只起指路牌的作用。 若某一物理量与

2、规定正方向一致，则为正，反之，则为负。换言之，若所求出之值为正，则说明所求瞬间的实际方向与规定正方向一致；反之，若求出之值为负，则所求瞬间的实际方向与规定正方向相反。 正方向可以任意规定，但由于电磁规律是一定的，因此不同的规定正方向，列出的方程式其正负号不相同。 所以每当我们在列方程式、画相量图之前必须首先规定正方向。 选取正方向有一定的习惯，称为惯例，我国常用的变压器的惯例如图所示：3变压器各电磁量的规定正方向变压器各电磁量的规定正方向 U1从（首端）A到X的电压降方向。I1 由A流入原绕组的方向。这种规定称为“电动机惯例”。（两者相乘为正，吸收电网电功率）原边正向电流按右手螺旋产生正向磁通

3、的方向。(注意线圈的绕向)E1 习惯上取与电流I1 正方向一致（电势升）LZAXax图2-1 变压器各物理量规定正方向1U2U2I1I1E2E根据根据楞次定律 ：dtdNe11原边：4 副边：I2 与E2规定正方向一致，即由a流入副绕组的方向。U2 从x到 a的电压降方向。这种规定称为“发电机惯例”。（两者相乘为正，输出电功率到负载）LZAXax图2-1 变压器各物理量规定正方向1U2U2I1I1E2E5 方向规定：电压u1与电流i0同方向，磁通正方向与电流正方向符合右手螺旋定则，e的正方向与电流同方向。这样 e1=N1d/dt 成立。 例如正在增加，d/dt为正，e1 N1d/dt0为负，e

4、1产生电流，该电流方向必与i0正方向相反，该电流产生磁通，与方向相反，起阻止增加的作用，即符合楞次定律。6 带负载运行情况带负载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i2 ( i2N2) 2有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通 是是由由一次、二次绕一次、二次绕组磁通势共同组磁通势共同产生的合成磁产生的合成磁通。通。 dd2tiLe22 7负载时，次级电流的影响 次级电流的存在、建立起次级磁势，它也作用在铁芯磁路上。改变了原有的磁势平衡状态，迫使主磁通变化，导致电势也随之改变。电势的改变

5、又破坏已建立的电压平衡，迫使原电流随之改变，直到电路和磁路又达到新的平衡为止。 （磁势平衡式） 负载时作用在主磁路上的合成磁势应等于负载时作用在主磁路上的合成磁势应等于产生（空载时）主磁通所需的激磁磁势产生（空载时）主磁通所需的激磁磁势。12211NININIm8初级、次级电流间的约束关系 表明当有负载电流时。初级电流表明当有负载电流时。初级电流I I1 1应包应包含有二个分量。其中含有二个分量。其中ImIm用以激励主磁通用以激励主磁通。I I1L1L所产生负载分量磁势所产生负载分量磁势I I1L1LN N1 1，用以抵用以抵消次级磁势消次级磁势I I2 2N N2 2对主磁路的影响。对主磁路

6、的影响。 激磁电流的值决定于主磁通m，即决定于E1。.1.12.2.1LmmIINNIII02211NINILu1E1=4.44fN1m9电机内磁场由定、转子电流共同产生22111NiNiNiFmm（与空载比较）Lmiii110221112212211iNiNNNiiiNiNLLL此为磁势平衡方程式。由于221112212121ieeieeiieeNNLLmiNiNiN1221110u1E1=4.44fN1m用复数表示：mINININ12211说明：负载时用以建立主磁通的磁势是一次和二次绕组的合成磁动势。三， 漏磁通和漏磁电抗 1, 2 ，同理1 ,2 由于分别是交变电流i1 , i2 产生的

7、，所以也会分别在 一，二次绕组中产生感应电势：11dtdiLdtdNedtdiLdtdNe2222211111L1、 L2一二次绕组的漏电感。22221211NLNL12由于1 ,2经过空气等非磁性材料形成闭合回路，所以1、 2 为常数。用复数表示：2222211111IjXILjEIjXILjEX1、 X2 一二次绕组漏电抗（表征漏磁效应的两个参数，为常值）图2-9 变压器中漏磁场的分布13单相变压器的负载运行小结电路、磁路的工作情况：1I2I1F2FmF1E2E原边的电势平衡副边的电势平衡忽略了漏阻抗压降， 主磁通 不变。从空载到负载，初级绕组电流 增加一个分量 以平衡次级绕组的作用：11EUmLI11I NN 01