第5章变 压 器SH-电学实验.pptVIP

第 5 章变 压 器 5.2 铁心线圈电路 5.3 变压器的基本结构 5.4 变压器的工作原理 (2) 带负载运行情况 5.7 绕组的极性 第 5 章结 束 一次侧接交流电源，二次侧接负载。 + – + – + – ??1 ? ? ??1 i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 有载时，铁心中主磁通?是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? eσ2的参考方向与i2符合右手螺旋定则。 1. 电压变换（设加正弦交流电压） 有效值: 同 理： 主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　 则 根据KVL： 变压器一、二次侧等效电路如图 由于电阻 R1 和感抗 X1 较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，则 一次、二次侧电压 式中 R1 为一次侧绕组的电阻; X1=?L?1 为一次侧绕组的漏磁感抗，由漏磁产生。 – – – + + + （匝比） K为变比 对二次侧，根据KVL： 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 式中 R2 为二次绕组的电阻; X2=?L?2 为二次绕组的感抗； 为二次绕组的端电压。 变压器空载时: 式中U20为变压器空载电压。 故有 匝数多为高压，少的为低压绕组。10kV/230V为空载。 – – – + + + 注意 式中二次侧电压为开路电压。 由于变压器二次侧对负载是非理想的电压源，当负载电流变化，内阻抗上压降变化，使输出端电压变化。 在一次侧电源电压和二次负载功率因数不变时，二次侧电压和电流的关系叫变压器的外特性。 其电压随电流变化程度用 电压调整率表示。 I2 U2 λ2=0.8容性 U2o 变压器外特性 O λ2=0.8感性 λ2=1 为保证额定负载时的U2N， U2o 大于U2N约5~10%。故230和400V。 2. 电流变换 (一次、二次侧电流关系) + – |Z | + – + – + – 可见，铁心中主磁通的最大值?m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有 不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有 由上式，若U1、 f 不变，则 ?m 基本不变，近于常数。 空载： 有载： 或： 1.提供产生?m的磁势（空载） 2.提供用于补偿 作用的磁势（有载） 磁势平衡式： 空载磁势 有载磁势 一般情况下： I0 ? (2~3)%I1N 很小可忽略。 或 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。 一次侧电流的作用 3. 阻抗变换 + – + – + – 由图可知： 结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。 (1) 变压器的匝数比应为： 解: 例1: 如图，交流信号源的电动势 E= 120V，内阻 R 0=800?，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8?。要求: （1）当RL折算到原边的等效电阻 时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？ 信号源 R0 RL + – R0 + – + – 信号源的输出功率： 结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。 实际有线广播中扬声器并联使负载阻抗很小，负载得不到应有的电压而不能正常发声，用线间变压器来匹配阻抗。 （2）将负载直接接到信号源上时，输出功率为： 4. 功率关系 变压器工作时，一、二次绕组的 铭牌标的为二次绕组的额定视在功率。而且一般一次绕组的额定视在功率与二次绕组相同。 变压器从电源输入的和向负载输出的有功功率分别是 P1减P2是变压器的损耗P, PCu是电流通过一、二次绕组的损耗,随负载而变化，又叫可变损耗。 PFe是交变的主磁通在铁心中的磁滞和涡流损耗,一次电压和频率不变，主磁通不变，铁损也不随负载而变化，又叫不变损耗。 效率 很高，可达99% 5.6 三相电压的变换 三相电压的变换可用三台单相变压器，也可用三铁心柱式的三相变压器。 一次绕组接电源，二次绕组接负载，都有Y和Δ（D）两种接法。匝数多的为高压绕组，匝数少的为低压绕组。 用分子表示高压绕组、分母表示低压绕组的的接法，而Y接又分为有无N线的Y和YN两种。组合形式较多，国家规定了五种优先选用形式。 三相变压器铭牌给的是高、低压侧的线电压、线电流的额定值，容量是三相额定视在功率。 当电流流入(或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入(或流出）端称为同极性端。 ? ? A X