电机与拖动基础3-ch3变压器

1、变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理变压器：是一种静止的电机，它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。换句话说，种电压、电流的电能。换句话说，变压器就是实现变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。电能在不同等级之间进行转换。发电升压降压用户高压变压器干式变压器各类变压器的图片各类变压器的图片平面式变压器干式变压器油浸式变压器电源变压器110kV 35kV 10kV 380V 用户发电厂 一次变电所 二次变电所 配电区发电机 升压变压器 降压变压器 降压变压器 配电变压器一次绕组铁芯二次绕组负载121

2、2,NNNNNNSSIIUU1212,33NNNNNNSSIIUU3解：31313232160 10( )2.64( )33 35 10160 10( )2AAAA30.9( )330.4 10NNNNNNSIUSIU1111,U I E N2222,UIENm1112euiedeNdt 由电磁感应定律，有111222dueNdtdueNdt U U1E E1E E2U U2I I1I I2ZL变压器的基本结构一次侧等效电路e1u1高高u1+ e1=0(忽略线圈电阻时)e2高ZLu2高u2e2=0二次侧等效电路+-+-+-+-若电压，电动势的瞬时值按照正弦规律变化，则它们的有效值满足( 为匝比

3、)11 1222SU IU IS不计铁心损耗，由能量守恒定律，有一次、二次绕组视在功率相等111222UENkUEN从而，有1122121UNkUNIIk有小写瞬时值大写有效值U U1E E1E E2U U2I I1I I2ZL变压器的基本结构一次侧等效电路e1u1高高u1+ e1=0(忽略线圈电阻时)e2高ZLu2高u2e2=0二次侧等效电路+-+-+-+-22LUZI2212212212UKUUZKK ZIIIK二次侧阻抗一次侧阻抗111UZI可得1 122U IU I由能量守恒变压器在实现对电压进行有效值变换的同时，还可以实现电流有效值和阻抗大小的匹配！正比变压，反比变流，平方变阻 11

4、1110111122mmmmdeNdtduiFNieNFdtdReNdt 20U1E1E2UI0+-1E1+ +-e1U1一次侧等效电路e2高U20二次侧等效电路e1I0R1+ +-变压器空载运行+ +-110 11122mmddui rNNdtdtduNdt sinmmt 如有11111cossin90sin2mmmmdeNNtNtEtdt 22222cossin90sin2mmmmdeNNtNtEtdt 则向量表达式为111112222224.4422224.44222mmmmmmmmENfNEfNENfNEfN11224.444.44mmEjfNEjfN 输入输出关系1112224.44

5、4.44mmUEjfNUEjfN 变压器空载运行时，U1为电源电压，通常为常数。因此，当一次绕组加上铭牌所规定的额定电压U1N时，二次绕组的输出电压即为额定电压U2N。( )f i( )f ii0i01t ii022mFeIII11FeFeFeppIEU11 mEjx I 11mEI 1mmmmmEI ZIrjx1222mmFemmmmmEZIprIxZr=变压器的励磁阻抗=变压器的励磁电阻=变压器的励磁电抗其中 11111111111202mmmmmmmUI rEEI rjI xEIrjxEI ZI ZUE 111mmmZrjxZrjx漏阻抗20U1E1E2UI0+-1E1+ +-e1U1一

6、次侧等效电路e2高U20二次侧等效电路e1I0R1+ +-变压器空载运行+ +-U1XmRmXR11I0E1有功无功一次侧漏抗铁耗励磁励磁阻抗E2E1I0rI0aI0-E1R1I0jX1I0U1空载运行相量图铁耗角励磁分量漏抗-I0jXm-I0Rm励磁阻抗+ +- -ENkkIUZIU1212NkkkkIpIpr22kkkxZr75234.575234.5kCkrrIN217522875228kCkrr27575kCkCkZrx 在工程计算中，在工程计算中， 各物理量（电压、电流、各物理量（电压、电流、功率等）除采用实际值来表示和计算外，功率等）除采用实际值来表示和计算外， 有有时用这些物理量

7、与所选定的同单位的基值之时用这些物理量与所选定的同单位的基值之比，即所谓的标么值表示。用比，即所谓的标么值表示。用“*”表示。表示。（1）不论变压器的容量大小，）不论变压器的容量大小， 标么值表示的各参数和典型标么值表示的各参数和典型的性能数据，的性能数据， 通常都在一定的范围，通常都在一定的范围， 便于比较和分析；便于比较和分析； 如如 %52 %;103*0*IZk（2）用标么值表示，归算到原边和副边的变压器参数）用标么值表示，归算到原边和副边的变压器参数恒相等。恒相等。 换言之，用标么值计算时不需要折算。换言之，用标么值计算时不需要折算。*21212222222*2/rUrIkUrkkI

8、UrIrNNNNNN（3）某些物理量的标么值具有相同的数值，）某些物理量的标么值具有相同的数值， 简化计算简化计算*111N*kNkNkNkkUUUUZIZZZ（4）可通过标么值判断运行情况。）可通过标么值判断运行情况。 6 . 0 ; 0 . 1*1*1II短路试验时，短路试验时， 绕组电流达到额定值时，绕组电流达到额定值时， 加于原绕组的电压为加于原绕组的电压为UkI1NZk， 此电压称为变压器的此电压称为变压器的阻抗电压或短路电压阻抗电压或短路电压。 阻抗电压的大小用百分比来表示：阻抗电压的大小用百分比来表示：%100%100175110NckNNkkUZIUUu阻抗电压的大小反映了变压

9、器在额定负载下运行时漏阻抗压阻抗电压的大小反映了变压器在额定负载下运行时漏阻抗压降的大小。降的大小。从运行观点来看，从运行观点来看， 阻抗电压小，阻抗电压小， 代表输出电压受负载变化的代表输出电压受负载变化的影响小。影响小。 一般为一般为410.5%. 绕组名绕组名 单相变压器单相变压器三相变压器三相变压器首首 端端末末 端端首首 端端末末 端端中中 点点高压绕组高压绕组U1AU2XU1V1W1ABCU2V2W2XYZN低压绕组低压绕组u1au2xu1v1w1abc u2v2w2xyzn1W2Ww1V2Vv1U2Uu三相变压器组或称三相组式变压器三相变压器组或称三相组式变压器0WVU中间铁心柱

10、的主中间铁心柱的主磁通为三相主磁磁通为三相主磁通的总和可以省通的总和可以省去铁心柱。去铁心柱。 为结构简单，将三个铁为结构简单，将三个铁芯柱排在一个平面磁路芯柱排在一个平面磁路长短不一，长短不一， 励磁电流励磁电流占很小比例，占很小比例， 影响不影响不大。大。 mimimimi0mi3mimi结论不饱和时，正弦的由正弦 产生。饱和时，正弦的必须由尖顶的 产生。如果 仍为正弦，则产生的是平顶波。 平顶的中含有较大的3次谐波磁通，如果不加以抑制，将产生含有3磁谐波的感应电势。 mimimimimi13111111131322222123mmmmmmdddeNNNeedtdtdtdddeNNNeedtdtdt 111113131333131111114.44,