电气工程教案-单相变压器的空载运行.docVIP

单相变压器的空载运行 空载运行时的电磁现象 1、空载定义： Φ02. 变压器中各物理量正方向的规定 Φ0 A A X u1 i0 e1 a x e2 Φ1σ u u20 ?、磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定则； ?、感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手螺旋定则 ?、在负载支路，电流的正方向与电压降的正方向一致；而在电源支路，电流的正方向与电动势的正方向一致。 3、主磁通和漏磁通 Φ0和Φ1σ区别: ①在性质上：Φ0与I0非线性关系；Φ1σ与I0线性关系； ②在数量上：Φ0占99%以上；Φ1σ占1%以下； ③在作用上：Φ0传递能量的媒介；Φ1σ漏抗压降。 二、空载时的电磁关系 1、电动势与磁通的关系 设，则 同理可得： *结论：，在相位上滞后90°。 一次漏感电动势： 设，则 又可得： 式中：=常数， 为一次绕组的漏电抗。 *电抗的概念可以推广。 一次线圈电阻压降 空载损耗 *空载损耗约占（0.2～1）%，随容量的增大而减小。 电动势平衡方程： ①一次侧： 忽略I0Z1，则有： 即 * 结论：影响主磁通大小的因素是: 电源电压U1、电源频率f和一次侧线圈匝数N1，与铁心材质及几何尺寸基本无关。 ②二次侧： 变比： *降压K〉1；升压K〈1； 四、空载电流 ①作用：一是用来激磁，产生主磁通；二是供空载损耗。 ②组成： ③性质：感性无功； ④大小：2～8%；，称为激磁电流。 **为什么越小越好？ ⑤波形：磁路饱和：尖顶波；磁路不饱和：正弦波。 *实际需要：将尖顶波的空载电流等效为正弦波。 五、空载时的向量图和等值电路 1、相量图： ① 空载时的方程式：（总结） ②空载时的相量图： **变压器空载运行时，很低，一般在0.1～0.2之间。 2、等效电路： 令: *和的物理意义； 则有： 式中：、和随磁路饱和程度的增加而减小。 等效电路为： r1 x1σ rm xm 变压器空载时的等效电路 由于rm》r1 ，xm》x1 ，可得简化等效电路： Rm Xm 变压器空载时的简化等效电路 **空载电流的大小：取决于激磁阻抗的大小，从变压器运行的角度看，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，提高变压器的效率和功率因数。