电机与拖动基础概念.pptVIP

变 压 器 通过向量图的我们可以将电压变化率得求解公式进行简化。 △U％= ×100％ =β〔Rk*cosφ2+xk*sinφ2〕×100% β ：β=I1/I1N=I2/I2N，称为变压器的负载系数。 由此，当U1=U1N，cos φ2 =常数时，我们可以作出相应的U2随着I2变化的U2=f(I2)曲线： 变 压 器 由于变压器内部存在漏阻抗，当有负载电流时，就会产生电压降，输出电压是随负载电流变化而变化，其变化规律与负载的性质有关。 变压器外特性是指当U1=U1N，cosφ2=常数时，副边端电压随负载电流变化的规律，即：U2=?(I2)曲线。 电压变化率反映了变压器电压的稳定性，是一项重要的性能指标。 变 压 器 二、变压器的损耗和效率： 1、变压器的功率关系： 变压器原边从电网吸收电功率P1，其中很小部分功率消耗在原绕组的电阻上(pcu1=mI12R1)和铁心损耗上(pFe=mI02Rm)。其余部分通过电磁感应传给副绕组，称为电磁功率PM。副绕组获得的电磁功率中又有很小部分消耗在副绕组的电阻上(pcu2=mI22R2)，其余的传输给负载，即输出功率: 变 压 器 这样，变压器的功率关系可表示如下： 所以变压器的效率为： 变 压 器 由前面分析可知，变压器的空载损耗主要是铁损，它不随负载变化而变化，有P0≈pFe，所以铁损是不变损耗。铜损耗包括原、副绕组上的铜损，它与负载电流的平方成正比，随负载电流的变化而变化的，并与短路实验电流为额定值时的输入功率存在如下关系：β2PkN≈pCu，铜损耗是可变损耗。 变 压 器 2、效率的求解： 1）以按给定负载条件直接给变压器加负载，测出输出和输入有功功率就可以计算出来。这种方法称为直接负载法。 2）电力变压器可以应用间接法计算效率， 间接法又称损耗分析法。其优点在于无需给变压器直接加负载，也无需运用等效电路计算，只要进行空载试验和短路试验，测出额定电压时的空载损耗p0和额定电流时的短路损耗pkN就可以方便地计算出任意负载下的效率。 变 压 器 在应用间接法求变压器的效率时通常作如下假定： ??1.忽略变压器空载运行时的铜耗，用额定电压下的空载损耗p0来代替铁耗pFe，即pFe=p0，它不随负载大小而变化，称为不变损耗； 2.忽略短路试验时的铁耗，用额定电流时的短路损耗pkN来代替额定电流时的铜耗。但需要注意的是： 不同负载时的铜耗与负载系数的平方成正比； 铜损耗是可变损耗。 变 压 器 当短路损耗pk不是在IK=IN时测的，则pkN=(IN/IK)2PK。 3. 不考虑变压器副边电压的变化，即认为U2=U2N不变，这样便有 P2=mU2I2 cosφ2=mU2NI2N(I2/I2N)cosφ2 = β SN cos φ 2 变 压 器 这样，效率的公式可变为： = *100% 以上的假定引起的误差不大（不超过0.5％），却给计算带来很大方便，电力变压器规定都用这种方法来计算效率。 3.效率特性： 上式说明，当负载的功率因数cos φ 2一定时，效率随负载系数而变化。图为变压器的效率曲线。 变 压 器 特性分析： 1.空载时输出功率为零，所以η=0。 2.负载较小时，损耗相对较大，功率η较低。 3.负载增加，效率η亦随之增加。超过某一负载时，因铜耗与成正比增大，效率η反而降低，最大效率η出现在 =0的地方。因此，取η对β的导数，并令其等于零，即可求出最高效率ηmax时的负载系数βm 。 βm= 变 压 器 ηmax= ×100％ 即当不变损耗（铁耗）等于可变损耗（铜耗）时效率最大。 由于变压器总是在额定电压下运行，但不可能长期满负载。为了提高运行的经济性，通常设计成βm=0.5～0.6，这样，使铁耗较小。 变 压 器 变 压 器 例题见教材P24,26,28-29. Guilin University of Technology . Spring 2011 变 压 器 重点/难点： 1.变压器的T形等效电路； 2.空载试验，短路试验的目的；