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《电机学》听课笔记:09
3.3变压器的负载运行
一 负载运行的电磁过程

变压器空载运行时依次侧空载电流Io ,流过一次绕组建立磁动势Fo=IoN1,在贴心中产生主磁通Φo,在一 、二次绕组感应主电动势E1和E2 ,E1和一次漏阻抗压降IoZ1与电源电压U1平衡,以维持一次绕组流过空载电流Io,此时 变压器处于空载时的电磁平衡。

单相 负载运行单相 负载运行

右图为单相变压器负载运行时的示意图

当变压器二次绕组接上负载后 便有电流I2流过,

它建立的二次磁动势F2=I2N2也作用在铁心上,试图使主磁通Φo大小发生变化,,主电动势E1和E2也将随之变化,从而破坏原来的电磁平衡状态。在电源电压

U1不变的情况下,由于E1的变化势必会引起一次绕组电流由空载时的Io变为负载时的I1 一次绕组磁动势Fo=IoN1 变为F1=I1N1  一二次绕组共同的合磁动势

F1+F2产生负载时的主磁通,从而产生一二次绕组感应主电动势E1和E2 。当E1和E2恰好在一 二次绕组产生上述的I1和I2时,变压器的电磁关系重新达到了平衡。

变压器负载时的电磁流程变压器负载时的电磁流程

 

 

 

 

 

二、变压器负载运行时的电磁关系

1磁动势平衡方程:变压器空载运行时产生的主磁通的磁动势只有一次侧的空载磁动势Fo 而负载时产生的主磁通的磁动势却是一二次合成磁动势F1+F2。由前述可知道 变压器主磁通Φo的大小主要取决于外施加电压U1,只要U1保持不变,则变压器由空载到负载其主磁通Φo的大小基本不变,因此负载时产生主磁通的合磁动势F1+F2与空载时产生的主磁通的励磁磁动势Fo 就基本相等。

F1+F2=Fo或I1N1+I2N2=IoN1          磁动势平衡方程反应变压器一二次绕组的电流关系。

I1N1+I2N2=IoN1 得I1N1=IoN1--I2N2=IoN1+I1LN1   式中I1LN1 =-I2N2为一次侧负载分量磁动势    I1=Io+I1L 

当忽略Io(Fo)时 二次磁动势总和一次磁动势大小相等,方向相反F1≈-F2  写成电流形式 I1= -.I2/K  所以I1/I2=N2/N1     即一次二次侧电流的大小近似与绕组匝数成反比,可见匝数的不同,不仅能变电压 而且也能改变电流

2电动势平衡方程

与一次漏感电动势可用一次漏抗压降表示一样 二次漏感电动势可用二次漏抗压降表示

U1=--E1+I1r1+jI1x1

变压器负载运行时的基本方程变压器负载运行时的基本方程

U2=E2--I2r2--jI2x2         r2二次绕组电阻 x2二次绕组漏电抗

U2=I2ZL   ZL负载阻抗

3折算

二次电流的折算 值为原来二次电流除以K

二次电动势的折算为原来二次电动势乘以K

二次端电压的折算为原来二次端电压乘以K

4等效电路和相量图

折算后的基本方程

U1=--E1+I1(r1+jx1) 

U'2=E'2--I'2(r'2+jx'2)

 I1+I'2=Io (忽略较小的空载电流I1≈--I'2)

E1=--IoZm

E1=E'2

U'2=I'2Z'

 

折算后的基本电路折算后的基本电路
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