《【2017年整理】变压器空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【2017年整理】变压器空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、变压器空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的区分1 引言变压器空载损耗包括磁滞损耗和涡流损耗, 即:空载损耗( PFe) =磁滞损耗( Ph) +涡流损耗( Pc)在通常的电工学或者电机学的变压器试验中( 如变压器负载损耗和空载损耗的测量) 仅是测出总的空载损耗PFe, 而不能进一步区分出其中的磁滞损耗分量和涡流损耗分量, 给工程设计人员有目的地降低变压器损耗和提高变压器运行效率带来了困难。笔者将简要地介绍用分析测试的方法来区分空载损耗中的磁滞损耗和涡流损耗的测试原理、采用的测试装置、设计的测试方法以及测试数据的处理方法。2 测试原理变压器的空载损耗可由空载试验来测定。在通常情况下, 空载损耗的计算
2、公式为:变压器的空载损耗可由空载试验来测定。在通常情况下, 空载损耗的计算公式为:PFe =Ph +Pc =fB V+f B V (1)式中、与铁心材料性质有关的系数f电源频率,HzB铁心中磁感应强度的最大值, TV铁心材料的体积, mm3令式( 1) 中的 hBm2V=A, cBm2V=B, 得:PFe=Af+Bf2可见, 当维持Bm 不变时, A、B 均为与频率无关的常数。则有:PFe(f)=A+Bf (2)依据式(2) , 在中心频率为50Hz 附近取一系列不同的频率值, 分别测出其对应的PFe 值, 采用线性回归法对测试数据进行处理, 即可得到式( 2) 中的两个常数A 和B。由Ph=
3、Af 和Pc=Bf 2 即可区分出对应于某一f 值的PFe 中的Ph 分量和Pc 分量。3 测试装置( 1) 被测样品: TB 为单相变压器。( 一次侧额定电压为220V, 二次侧为36V。一次侧绕组匝数为1000 匝, 二次侧绕组匝数为180 匝, 额定容量为500VA) 。(2) 变频电源SDF-1型直流电动同步发电机组及KGT-1型可控调速器, 发电机额定功率2.2KW。(3) 频率表：D 3Hz 型频率表。(4) 功率表:D 34W型低功率因数瓦特表。本次测试采用该表的300V电压挡和0.5A 的电流挡。( 5) 电压表: D 26- V 型电压表及MF- 10 万用表。本次测试采用上
4、述两表的300V 挡和50V 挡, 分别用于测量测试电路中的U 1 值和U 2 值。(6) 电流表: D26- A 型电流表, 本次测试采用该表的0.5A 挡。4 测试方法试验装置的电路原理如图1 所示。图1 空载试验测试电路WHZU1A U2TB变频电源在测试中, 在改变f 值时应始终保持Bm 值不变。变压器空载时, U1E1=4.44N1fm=4.44N1fBmS( 其中一次侧匝数N1 和铁心截面积S 不变) , 由公式: Bm= U14.44f=kU1f可见, 要想在保持Bm 值为定值的条件下来改变f 值, 则应通过保持U1f 值不变的方法来实现。每调整一次f 值后, 应适当地调整变频电
5、源的电压输出U1 至额定电压, 使其与f 值相适应。为了使同步发电机的f、U1 有较大的调整余地,可采用发电机的两根相线输出作变频变压电源。应扣除变压器的负载损耗。因为在功率表所显示的读数( P表) 中包含着空载损耗( PFe) 和负载损耗( PCuo) , 故PFe=P表- PCuo。测量负载损耗的具体方法是先用电桥测出变压器一次绕组的铜电阻r1, 并记录每次随f 和U2 而改变的I0 值, 由PCuo=I 02r1 即可求出。5 测试数据及计算方法5.1 试验数据试验数据如表1 所示。表1 试验数据fHz 45.00 47.00 48.50 50.00 51.50 53.00 55.00P
6、e 17.39 18.15 18.99 19.67 20.43 21.33 22.195.2 计算方法根据PFe(f)=A+Bf 的形式, 对上述数据用线性回归法处理得:A=fi 2PFei（fi）-PFeifinf 2 - ( fi) 2= 175 7252.758 3- 138.05350.007175 725- (350.00)2=3.00910- 1B=nPFei-fiPFei（fi）nf 2 - ( fi) 2= 7138.05- 350.002.758 37175 725- (350.00)2=1.86210- 3由Ph=Af=3.00910 - 1f 及Pc=Bf 2=1.862
7、10- 3f 2,即可很方便地求出这台被试变压器的对应于某个f值的Ph 值和Pc 值。例如, 当f=50Hz 时:Ph=15.05W, Pc=4.66W由于上述的计算公式十分繁琐, 不利于工程计算, 笔者通过编写如下计算程序可有效地解决这个问题, 达到向计算机输入试验数据, 就可以得出所需要计算结果的目的。为了方便操作, 可以选择面向对象并且有界面可供操作的编程软件C+builder 6.0。打开C+builder 6.0, 新建一个工程, 在界面上添加控件, 修改这些控件的属性, 就可以得到设计界面。双击其中一个按钮, 就可以对这个实例编写代码, 以实现它的功能。一般来说, 一个控件可以看成
8、是一个类。下面是这个应用程序主要的代码: ( 由于篇幅有限, 把部分代码删除或并行) 。11-头文件#include#include#pragma hdrstop#includeUnitl.h11-#pragma package(smart_init)#pragma resourceV.dfmTFormlVFormlY定义静态变量Intn；计数器, 对点击“添加”按钮的次数进行计数Int；计数器, 对点击“添加”按钮的次数进行计数float a100；float b100；存放f 和PFe 的试验数据floatp=&a 0；定义一个指针变量, 指向数组a的首地址floatq=&b0； 定义一个
9、指针变量, 指向数组b 的首地址-void_fastcall TForml:Button2Click(TObjectSender)“添加”按钮的代码p=StrToFloat (Edit1- Test)把文本框1里的数据转化成浮点数存在数组里p+；指针向后移一个Edit4- Test=“已添加了”+IntToStr (n+1)+个f 数据； 在文本框4 里显示已添加了几个数据n+; 计数器加1-void_fastcall TForml:Buttonl Click(TObjectSender)“计算”按钮的代码 if(n！=m) 如果f 和PFe 输入数据的个数不一一对应, 提示输入错误Edit3
10、- Test=输入不正确；elsefloat suml,sum2,sum3,sum4；suml=sum2=sum3=sum4=0；for(int i=n；i0；i-) 对数组里的数据进行计算sum1=sum1+(p- i)(p- i)；sum2=sum2+(q- i)(p- i)；sum3=sum3+(q- i)；sum4=sum4+(p- i)；float A,B；A=(sum1sum2- sum3sum4)(nsum1- sum4sum4)；B=(nsum3- sum4sum2)(nsum1- sum4sum4)；Edit3- Test=A 的值为+FloatToStr(A)+ +B的值为
11、+FloatToStr(B)+n；-void_fastcall TForml:Button4Click(TObjectender)“清零”按钮的代码eletea；释放数组a 的内存空间deleteb；释放数组b 的内存空间Editl- Text=；把文本框里的文字和数据清空Edit2- Text=；Edit3 - Text=；Edit4 - Text=；Edit5- Text=；m=n=0； 计数器归0通过上述代码的控制, 这个应用程序就完成了。双击.exe 文件, 得到应用界面。分别在f 和PFe 的两个文本框里填上试验数据, 点击“添加”按钮, 这个数据就被存放到对应的数组里。每添加一个试验数据,后面的文本框就会显示已经添加的数据个数, 防止漏填或是多填。f 和PFe 的数据必须是一一对应的,所以如果f 的数据个数和PFe 的数据个数不一致时,下方的文本框中会显示“输入不正确”。“清零”键的作用就是把文本框清空, 同时释放存放数据的内存空间。一切输入正确后, 按“计算”键, 下方的文本框将立刻得出A 和B 的值。6 结束语运行这个应用程序来计算试验数据, 大大减少了手工计算的误差, 同时也提高了工作效率。根据上述原理和测试方法及试验数据的计算机数据处理方法同样可以对三相电力变压器、各类有铁心的电抗器和镇流器的PFe 中的Ph 和Pc 值进行区分和定量的分析。
