变压器基本工作原理
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移相变压器工作原理
移相变压器是一种用于控制交流电路相位的设备,其工作原理如下:
1. 基本原理:移相变压器利用互感作用原理,在初级线圈和副级线圈之间加入可变的耦合电感,通过调节耦合电感的大小来改变电流的相位差。
2. 电路结构:移相变压器一般由一个主线圈(也叫主绕组)和一个调相线圈(也叫副绕组)组成。
主线圈通常与电源相连,而调相线圈则连接到负载电路。
3. 耦合电感调节:移相变压器的核心是耦合电感,通过调节耦合电感的大小可以改变主线圈和调相线圈之间的耦合程度。
当耦合电感增加时,主线圈和调相线圈之间的互感作用增强,电流的相位差会发生改变。
4. 相位调节:根据电流相位的需求,通过调节耦合电感的大小来改变主线圈和调相线圈之间的相位差。
一般来说,增大耦合电感会使电流的相位差减小(例如从90度减小到60度),而减小耦合电感会使电流的相位差增大。
5. 工作原理:当电流通过主线圈时,产生的磁场会传递到调相线圈中,引起副线圈中的电流产生。
这种电流的相位差和主线圈的电流之间的相位差是可控的,( 例如 +30度或 -30度 )。
调相电流叠加在主线圈电流上,使得总电流的相位发生改变。
总之,移相变压器通过调节主线圈和调相线圈之间的耦合电感来改变电流的相位差,从而实现对交流电路相位的控制。
变压器的结构及工作原理变压器是一种用于将电能从一种电压转换为另一种电压的电气设备。
它是电力系统中非常常见的设备之一,被广泛应用于发电厂、变电站、工业生产和民用电力系统中。
变压器的结构和工作原理十分重要,下面详细介绍。
一、变压器的结构变压器由两个或更多的线圈通过铁芯相互连接而成。
主要包括以下部分:1.铁芯:变压器的铁芯由硅钢片组成,可有效减小磁滞和涡流损耗。
铁芯的形状包括E型、I型和C型等,用于支撑和保护线圈。
2.一次线圈(主绕组):也称为原线圈或输入线圈,接收电源端的输入电能。
一次线圈一般由较粗的导线绕制而成。
3.二次线圈(副绕组):也称为输出线圈,输出变压器转换后的电能。
二次线圈一般由较细的导线绕制而成。
4.绝缘材料:用于在不同线圈之间提供电气绝缘,避免相互之间的短路。
5.冷却装置:用于散热,以保证变压器的工作温度不超过允许范围。
常见的冷却方式包括自然冷却(静风冷却)和强制冷却(风扇冷却、冷水冷却等)。
二、变压器的工作原理变压器基于电磁感应的原理工作,其主要过程是通过变化的磁场引起线圈中的电压变化。
1.变流原理:根据法拉第电磁感应定律,当一次线圈中的电流变化时,会在铁芯中产生一个变化的磁场。
这个磁场穿过二次线圈,并在其中引起电动势的产生。
根据电磁感应定律,产生的电动势与变化的磁场强度成正比。
2.变压原理:根据楞次定律,一次线圈和二次线圈中的电流方向是相互反的。
当一次线圈接通电源时,通过它的电流会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会在二次线圈中引起电动势的产生,并使得二次线圈中的电流流动。
变压器的输入电压和输出电压之比等于输入线圈的匝数和输出线圈的匝数之比。
即:输入电压/输出电压=输入线圈匝数/输出线圈匝数3.近似理想性:在实际的变压器中,我们可以近似认为主线圈和副线圈之间没有电阻,也没有电感。
这样,变压器的损耗可以忽略不计,输出电压会完全等于输入电压。
4.变压器的效率:实际的变压器会有一定的损耗,主要包括铁损耗和铜损耗。
直流变压器工作原理
直流变压器工作原理是基于法拉第电磁感应定律和磁通守恒定
律的基本原理。
直流变压器由一个或多个线圈组成,线圈中通有直流电流。直
流电流在线圈中产生磁场,磁场的强弱取决于电流的大小。当
磁场发生变化时,线圈中的自感电动势会产生。
直流变压器的工作原理是利用磁场变化引起的自感电动势,在
次级线圈中产生一个电压。这个电压的大小取决于两个线圈之
间的匝数比例。如果次级线圈的匝数比主线圈大,那么次级线
圈中产生的电压将比主线圈中的电压高。
具体来说,当主线圈中通有直流电流时,磁场会随之形成。这
个磁场通过铁芯传导到次级线圈中。由于次级线圈的匝数比主
线圈大,次级线圈中的磁通量将比主线圈中的大。根据磁通守
恒定律,次级线圈中产生的自感电动势会导致电压的产生。
直流变压器的功率变换通过控制主线圈中的电流来实现。在变
压器的结构设计中,主线圈和次级线圈的匝数比例已经确定。
通过控制主线圈中的电流,可以控制输出电压的大小。
直流变压器常见的应用是在电力系统中的输电和配电过程中。
它可以将高电压的直流电转换为低电压,从而实现输电和配电
的要求。同时,在一些特殊的电子设备中也会使用直流变压器
进行电压转换和隔离。
简述变压器的工作原理,为何能改变电压
1. 变压器的工作原理
变压器是一种用来调节交流电压的电气设备,通过电磁感应的原理来实现电压
的变换。
一个基本的变压器由两个线圈组成,一个叫做初级线圈(或称为主线圈),另一个叫做次级线圈(或称为副线圈)。
两个线圈之间通过一个铁芯相连,铁芯的存在可以增加磁通的传递效率。
2. 变压器的工作过程
当在变压器的初级线圈中加入交流电流时,产生了一个交变磁场。
这个交变磁
场会穿过铁芯,并感应到次级线圈中。
根据法拉第电磁感应定律,导致次级线圈中产生感应电动势,从而在次级线圈上产生感应电流。
这个感应电流会导致次级线圈中的电压和电流发生变化。
3. 变压器改变电压的原理
根据变压器的工作原理可知,变压器可以根据线圈的匝数比例来改变电压大小。
当主线圈匝数大于副线圈匝数时,次级线圈中的电压会比初级线圈中的电压高(变压器升压)。
反之,当主线圈匝数小于副线圈匝数时,次级线圈中的电压会比初级线圈中的电压低(变压器降压)。
这就是变压器能够改变电压的原理。
通过调节变压器线圈的匝数比例,可以实现对电压的精确控制。
变压器在电力
系统中起着至关重要的作用,有效地实现了电能的输送和分配,保障了电力系统的正常运行。
变压器的工作原理简述变压器是一种基础电气设备,用于改变交流电的电压。
它通过电磁感应原理将输入线圈的电能传输到输出线圈上,在输入线圈和输出线圈之间建立电磁耦合。
工作原理概述变压器主要由两个线圈组成:输入线圈(也称为初级线圈)和输出线圈(也称为次级线圈)。
这两个线圈都被绝缘地包裹在磁性材料(通常是铁芯)中,以确保磁场的传导。
变压器工作时,输入线圈和输出线圈之间不相连。
当输入线圈通过交流电源供电时,会在输入线圈中产生一个交变电流。
这个交变电流会产生一个交变磁场,进而激发磁铁芯中的磁场变化。
由于磁场的变化,输出线圈中会感应出一个新的电压,由此完成了电能的传输。
变压器的工作原理可以用下面的公式表示:V1/N1 = V2/N2其中,V1和V2分别表示输入线圈和输出线圈的电压,N1和N2分别表示输入线圈和输出线圈的匝数。
变压器的应用变压器被广泛应用于电力系统、电子设备、通信系统等领域。
它们的主要用途包括以下几个方面:1. 电力传输:变压器用于将大电压的电能传输到远距离的地方,在传输过程中减小能量损耗。
2. 调节电压:变压器可以通过改变输入线圈和输出线圈的匝数比例,来调整输出电压的大小。
3. 隔离和保护:变压器可以隔离输入和输出电路,并提供电气保护功能,防止电流过载和短路等故障。
4. 电子设备:变压器广泛用于电子设备中,如电视、收音机和计算机等,以提供适当的电压供应。
需要注意的是,变压器的工作原理基于交流电,而非直流电。
这是由于在直流电中,由于电流的稳定性,变压器无法产生足够的磁场变化,从而无法传递电能。
总结变压器是一个重要的电气设备,利用电磁感应原理将输入线圈的电能传输到输出线圈上,实现电压的变换。
它在电力系统、电子设备和通信系统中扮演着关键的角色,用于电能传输、电压调节、电路隔离和电气保护等方面。
了解变压器的工作原理,有助于我们更好地理解电气设备的工作原理和应用。
变压器工作原理【变压器工作原理】一、概述变压器是一种电力传输和转换设备,用于改变交流电的电压和电流。
它由两个或多个线圈(称为主绕组和副绕组)共享一个磁场而构成。
本文将详细介绍变压器的工作原理。
二、基本原理变压器的工作基于电磁感应原理。
当主绕组中的交流电通过时,它产生一个交变磁场。
这个磁场通过铁芯传导到副绕组中,从而在副绕组中产生感应电动势。
根据法拉第定律,感应电动势的大小与磁场变化率成正比。
因此,主绕组的电流变化导致了副绕组中的电流变化。
三、主要部件1. 铁芯:变压器的铁芯由高导磁性材料制成,如硅钢片。
它的作用是集中磁场并减少能量损耗。
2. 主绕组:主绕组是连接到电源的线圈,通过它输入的电流产生磁场。
3. 副绕组:副绕组是连接到负载的线圈,通过它输出的电流产生感应电动势。
4. 绝缘材料:绝缘材料用于隔离绕组之间和绕组与铁芯之间的电流。
四、工作过程1. 空载状态:当变压器没有负载时,主绕组中的电流产生一个交变磁场。
这个磁场通过铁芯传导到副绕组中,但由于副绕组没有负载,所以没有电流流过。
2. 负载状态:当变压器有负载时,副绕组中的电流开始流动。
由于副绕组中有电流流过,产生的磁场与主绕组的磁场相互作用,从而使副绕组中的感应电动势产生一个反向电流。
这个反向电流抵消了主绕组中的电流,从而保持了变压器的电平稳定。
五、变压器的变压比变压器的变压比是指主绕组和副绕组的匝数比。
根据电磁感应原理,电压的变化与匝数的比例成正比。
因此,变压器的变压比可以通过匝数比来确定。
例如,如果主绕组的匝数是100,副绕组的匝数是50,那么变压比就是2:1,即主绕组的电压是副绕组电压的两倍。
六、应用领域变压器在电力系统中起着至关重要的作用。
它们被广泛应用于以下领域:1. 电力传输:变压器用于将发电厂产生的高电压电能转换为适合输送的低电压电能。
2. 配电系统:变压器用于将输送电线路上的电压转换为适合家庭和工业用途的电压。
3. 电子设备:变压器用于调整电子设备中的电压,以满足不同的电源需求。
变压器工作原理变压器是一种电气设备,用于改变交流电的电压。
它基于电磁感应的原理工作,由一个或者多个线圈(称为主线圈和副线圈)以及一个铁芯组成。
变压器的工作原理可以通过以下几个方面来解释。
1. 电磁感应原理:变压器的工作基于电磁感应原理。
当通过主线圈(也称为初级线圈)通电时,产生的交流电流在主线圈周围产生一个交变磁场。
这个交变磁场会穿过副线圈(也称为次级线圈),从而在副线圈中产生感应电动势。
2. 磁通连续性原理:根据磁通连续性原理,主线圈和副线圈之间的磁通是相等的。
当主线圈中的电流改变时,磁通也会发生变化,从而在副线圈中产生感应电动势。
这样,变压器能够将电能从一个线圈传递到另一个线圈。
3. 转换电压:变压器的主要功能是将交流电的电压从一个级别转换为另一个级别。
通过调整主线圈和副线圈的匝数比例,可以实现所需的电压变换。
根据变压器的匝数比例,可以将电压升高或者降低。
如果副线圈的匝数比主线圈多,那末输出电压将高于输入电压。
反之,如果副线圈的匝数比主线圈少,输出电压将低于输入电压。
4. 功率转移:变压器不仅可以改变电压,还可以改变电流。
根据功率守恒定律,变压器的输入功率等于输出功率。
当电压升高时,副线圈中的电流将减小,反之亦然。
这意味着变压器可以通过改变电压和电流之间的比例来实现功率的转移。
5. 铁芯的作用:变压器的铁芯起到集中和增强磁场的作用。
铁芯由高导磁率的材料制成,如硅钢片。
它能够减少磁通的散失,提高变压器的效率。
铁芯还可以减少变压器的体积和分量。
总结:变压器工作原理基于电磁感应和磁通连续性原理。
通过调整线圈的匝数比例,变压器能够将交流电的电压从一个级别转换为另一个级别。
变压器还可以实现功率的转移,通过改变电压和电流之间的比例。
铁芯在变压器中起到集中和增强磁场的作用,提高变压器的效率。
变压器在电力系统中广泛应用,用于输电、配电和电子设备中。
变压器工作原理讲解
一、变压器的结构
变压器是由原线圈和副线圈组成,在原、副线圈中各通入一定的交流电。
在原线圈中通人直流电,在副线圈中通人交流电。
当需要改变变压器的电压时,在原、副线圈之间就会产生一个交变的磁场,而磁场的作用使绕组中产生感应电动势,从而改变了原、副线圈之间的匝数比,并通过磁通量发生变化,从而改变了它们之间的磁场强度。
二、变压器的工作原理
变压器是利用电磁感应原理而制成的一种电气设备。
它由铁芯和绕组两大部分组成。
铁芯是一种多层平板形绝缘绕组,它有磁路部分和结构部分两个部分组成。
绕组是用来改变变压器的电压和电流大小的部件。
1.磁路部分
铁芯是一种多层平板形绝缘绕组,它由许多互相垂直方向排列着的条形磁铁组成。
它们之间通过磁芯上线圈与铁芯相连,这些线圈与铁芯外面的绝缘套相连。
在线圈中通入交流电流时,磁芯就产生旋转运动。
当线圈中的电流消失时,磁芯便沿着逆时针方向转动,而绕组中就产生感应电动势。
—— 1 —1 —。
变压器的工作原理是什么变压器是一种常见的电气设备,它在电力系统中起着非常重要的作用。
它的工作原理是通过电磁感应的方式来实现电压的变换。
在变压器中,主要通过互感器原理来实现电能的传递和变换,从而实现电压的升降。
接下来,我们将详细介绍变压器的工作原理。
首先,变压器由铁芯和线圈构成。
铁芯是变压器的主要部件,它能够有效地集中磁场,从而实现电能的传递。
线圈则是通过绕制在铁芯上,分为初级线圈和次级线圈。
当通过初级线圈加上交流电压时,就会在铁芯中产生交变磁场,这个磁场会穿过次级线圈,从而在次级线圈中感应出电动势,从而实现电压的变换。
其次,根据电磁感应定律,变压器工作时,磁通量的变化会在次级线圈中感应出感应电动势。
当次级线圈中的导体形成闭合回路时,感应电动势会产生感应电流,从而实现电能的传递。
同时,根据电磁感应定律,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,因此可以通过改变初级线圈的匝数来实现电压的升降。
最后,变压器的工作原理可以用数学公式来描述。
根据电磁感应定律和法拉第电磁感应定律,可以得到变压器的变压比公式,U1/U2=N1/N2,其中U1和U2分别表示初级和次级线圈的电压,N1和N2分别表示初级和次级线圈的匝数。
这个公式表明了变压器的电压变换与线圈匝数的关系,从而可以实现不同电压等级之间的电能传递。
综上所述,变压器的工作原理是通过电磁感应的方式来实现电压的变换。
通过铁芯和线圈的结构,以及电磁感应定律和数学公式的描述,可以清晰地了解变压器的工作原理。
在电力系统中,变压器起着非常重要的作用,它能够实现电压的升降,从而适应不同电气设备的需要,保障电力系统的正常运行。
希望通过本文的介绍,读者能够更加深入地了解变压器的工作原理。
变压器工作原理介绍变压器是一种通过电磁感应原理来转换交流电压的电气设备。
其工作原理基于法拉第电磁感应定律,即变化的磁场可以诱导出感应电动势。
变压器的主要组成部分有两个线圈,一个叫做“初级线圈”,另一个叫做“次级线圈”。
初级线圈通过电源输入交流电流,而次级线圈则通过负载输出电流。
变压器的工作原理可以分为三个步骤:1.交流电输入:初级线圈接通交流电源,电流通过线圈中的铜导线,形成一个交变磁场。
这个交变磁场会产生磁通量。
2.磁通量传递:磁通量是一种表示磁场强度的物理量,也可以理解为磁力线的数量。
磁通量会从初级线圈传递到次级线圈上。
3.电压输出:由于磁通量的变化,次级线圈中会产生一个感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律,这个感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比。
当次级线圈接上电阻负载时,感应电动势会产生电流,从而输出电压。
变压器的工作原理可以用以下公式表示:V1/V2=N1/N2其中,V1和V2分别表示初级线圈和次级线圈的电压,N1和N2分别表示初级线圈和次级线圈的匝数。
根据这个公式,如果次级线圈的匝数比初级线圈的匝数大,那么次级线圈的电压就会比初级线圈的电压大。
反之亦然。
基于变压器的工作原理,变压器可以分为两种类型:升压变压器和降压变压器。
升压变压器是指次级线圈的匝数比初级线圈的匝数多,输出的电压比输入的电压高。
这种变压器主要用于远距离输电,以便降低线路上的电流损耗。
降压变压器是指次级线圈的匝数比初级线圈的匝数少,输出的电压比输入的电压低。
这种变压器常用于家庭和工业中,用来将高电压输送到安全电压范围。
此外,变压器还有一些辅助设备,如铁芯和冷却装置。
铁芯可以增加磁通量的传递效率,提高变压器的性能。
冷却装置则用于散发变压器工作时产生的热量。
总的来说,变压器是一种利用电磁感应原理来转换交流电压的设备。
其工作原理基于磁场的变化产生感应电动势,然后通过不同匝数的线圈来转换电压。
通过变压器,我们可以提高或降低交流电的电压。
第1章 变压器的基本知识和结构 1.1变压器的基本原理和分类 一、变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应定律把一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能。
变压器工作原理图 当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通,这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。原、副绕组的感应分别表示为
则 kNNeeuu212121 变比k:表示原、副绕组的匝数比,也等于原边一相绕组的感应电势与副边一相绕组的感应电势之比。 改变变压器的变比,就能改变输出电压。但应注意,变压器不能改变电能的频率。 二、电力变压器的分类 变压器的种类很多,可按其用途、相数、结构、调压方式、冷却方式等不同来进行分类。 按用途分类:升压变压器、降压变压器; 按相数分类:单相变压器和三相变压器; 按线圈数分类:双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器; 按铁心结构分类:心式变压器和壳式变压器; 按调压方式分类:无载(无励磁)调压变压器、有载调压变压器; 按冷却介质和冷却方式分类:油浸式变压器和干式变压器等; 按容量大小分类:小型变压器、中型变压器、大型变压器和特大型变压器。 三相油浸式电力变压器的外形,见图1,铁心和绕组是变压器的主要部件,称为器身见图2,器身放在油箱内部。 1.2电力变压器的结构 一、铁心 1.铁心的材料 采用高磁导率的铁磁材料—0.35~0.5mm厚的硅钢片叠成。 为了提高磁路的导磁性能,减小铁心中的磁滞、涡流损耗。变压器用的硅钢片其含硅量比较高。硅钢片的两面均涂以绝缘漆,这样可使叠装在一起的硅钢片相互之间绝缘。 2.铁心形式 铁心是变压器的主磁路,电力变压器的铁心主要采用心式结构
。 二、绕组 1.绕组的材料 铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。 2.形式 圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等结构。为了便于绝缘,低压绕组靠近铁心柱,高压绕组套在低压绕组外面,两个绕组之间留有油道。变压器绕组外形如
图所示。 三、油箱及其他附件 1.油箱 变压器油的作用:加强变压器内部绝缘强度和散热作用。 要求:用质量好的钢板焊接而成,能承受一定压力,某些部位必须具有防磁化性能。 形式:大型变压器油箱均采用了钟罩式结构;小型变压器采用吊器身式。 2.储油柜 作用:减少油与外界空气的接触面积,减小变压器受潮和氧化的概率。 在大型电力变压器的储油柜内还安放一个特殊的空气胶囊,它通过呼吸器与外界相通,空气胶囊阻止了储油柜中变压器油与外界空气接触。。 3.呼吸器 作用:内装硅胶的干燥器,与油枕连通,为了使潮气不能进入油枕使油劣化。 硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。 4.冷却器 作用:加强散热。 装配在变压器油箱壁上,对于强迫油循环风冷变压器,电动泵从油箱顶部抽出热油送入散热器管簇中,这些管簇的外表受到来自风扇的冷空气吹拂,使热量散失到空气中去,经过冷却后的油从变压器油箱底部重新回到变压器油箱内。 5.绝缘套管 作用:使绕组引出线与油箱绝缘。 绝缘套管一般是陶瓷的,其结构取决于电压等级。1kV以下采用实心磁套管,10~35kV采用空心充气或充油式套管,110kV及以上采用电容式套管。为了增大外表面放电距离,套管外形做成多级伞形裙边。电压等级越高,级数越多。 6.分接开关 作用:用改变绕组匝数的方法来调压。 一般从变压器的高压绕组引出若干抽头,称为分接头,用以切换分接头的装置叫分接开关。 分接开关分为无载调压和有载调压两种,前者必须在变压器停电的情况下切换;后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油箱内,其控制箱在油箱外,有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的,它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。 7.压力释放阀 作用:为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸。 8.气体继电器(瓦斯继电器) 作用:变压器的一种保护装置,安装在油箱与储油柜的连接管道中,当变压器内部发生故障时(如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等)产生的气体和油流,迫使气体继电器动作。轻者发出信号,以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸,以保护变压器。 1.3变压器的名牌数据 一、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容。 例如:SL-500/10:表示三相油浸自冷双线圈铝线,额定容量为500kVA,高压侧额定电压为10kV级的电力变压器。
二、额定值 额定运行情况:制造厂根据国家标准和设计、试验数据规定变压器的正常运行状态。 表示额定运行情况下各物理量的数值称为额定值。额定值通常标注在变压器的铭牌上。变压器的额定值主要有: 额定容量SN :铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。 原边额定电压U1N :正常运行时规定加在一次侧的端电压,对于三相变压器,额定电压为线电压。 副边额定电压U2N:一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压。 原边额定电流I1N :变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I1N为原边额定线电流。 副边额定电流I2N :变压器额定容量下原边绕组允许长期通过的电流,对于三相变压器,I2N为副边额定线电流。
单相变压器额定值的关系式: NNNNNIUIUS2211 三相变压器额定值的关系式:NNNNNIUIUS221133 额定频率fN:我国工频:50Hz; 还有额定效率、温升等额定值。 2.1变压器的空载运行 变压器空载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组开路时的运行状态。 变压器空载运行图 一、 空载时各物理量产生的因果关系
二、电势与磁通的大小和相位关系
设主磁通按正弦规律变化,根据电磁感应定律可推导出原绕组感应电势 同理可得 所以,变压器原、副绕组的感应电势大小与磁通成正比,与各自的匝数成正比,感应电势在相位上滞后磁通90°。 三、原边漏电抗和激磁电抗 1.原边漏电抗 2.激磁电抗
四、原副边回路方程和等效电路 1.电动势平衡方程 变压器空载运行时,各物理量的正方向通常按上图标定,根据基尔霍夫电压定律,原边回路方程为 对于电力变压器,空载时原绕组的漏阻抗压降I0Z1很小,其数值不超过U1的0.2%,将 I0Z1忽略,则有 副边回路方程
2.空载时的等效电路 Z1<<Zm、rm<<xm 。
空载时电路功率因数都很小,空载电流I0主要是无功性质,由于铁磁材料的磁饱和性,引起空载电流I0的波形是尖顶波。 希望空载电流越小越好,因此变压器采用高导磁率的铁磁材料,以增大Zm减少I0 。 变压器空载时既吸收无功功率,也吸收有功功率,无功功率主要用于建立主磁通,有功功率主要用于铁耗。 2.2变压器负载运行 变压器负载运行是指变压器原边绕组接额定电压、额定频率的交流电源,副边绕组接负载时的运行状态。 变压器负载运行图 一、负载时电磁关系
1.磁动势平衡关系 从空载到负载,由于变压器所接的电源电压U1不变,且U1≈E1 ,所以主磁通不变,负载时的磁动势等于与空载时的磁动势相等。即磁动势平衡关系 这表明,变压器原、副边电流与其匝数成正比,当负载电流I2增大时,原边电流I1将随着增大,即输出功利增大时,输入功率随之增大。所以变压器是一个能量传递装置,它在变压的同时也在改变电流的大小。 2.原、副边回路方程式 按上图所规定的正方向,根据基尔霍夫电压定律,可写出原、副边回路方程式 二、折算 折算的目的:由于原、副边回路只有磁路的耦合,没有电路的直接联系,为了得到变压器的等效电路,需对变压器进行绕组折算。 折算:就是把副边绕组匝数看成与原边绕组匝数相等时,对副边回路各参数进行的调整。折算原则是折算前后副边磁动势不变、副边各部分功率不变,以保持变压器内部电磁关系不变。 副边各物理量的折算方法: 折算后的基本方程式为 三、负载时的等效电路 1.T形等效电路 根据折算后的基本方程式可以构成变压器的T形等效电路 2.较准确等效电路 由于Zm>>Z1,可把“T”形等效电路中的激磁支路移到电源端,便得变压器的较准确等效电路,较准确等效电路的误差很小。 3.简化等效电路 在电力变压器中,I0<<IN ,因此,在工程计算中可忽略I0,即去掉激磁支路,将原、副边的漏阻抗合并,而得到变压器的简化等效电路 。 对于简化等效电路,可写出变压器的方程组 简化等效电路所对应的相量图 在工程上,简化等效电路及其方程式、相量图给变压器的分析和计算带来很大的便利,得到广泛应用。 2.3 变压器参数的测定
一、空载试验 1.变压器的空载试验目的:求出变比k、空载损耗pk和激磁阻抗Zm。 2.空载试验的接线 通常在低压侧加电压,将高压侧开路 3.空载试验的过程 电源电压由零逐渐升至1.2U1N,测取其对应的U1、I0、p0。 变压器原边加不同的电压,建立的磁通不同,磁路的饱和程度不同,激磁阻抗不同,由于变压器正常运行时原边加额定电压,所以,应取额定电压下的数据来计算激磁阻抗。 由变压器空载时等效电路可知,因Z1<<Zm、r1<<rm,所以 式中 p0—空载损耗,可作为额定电压时的铁耗。