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1、电工电子技术 第十一讲磁路与变压器返回2.12 2.12 2.12 2.12 变变变变 压压压压 器器器器2.12.12.12.1 变压器的用途和基本结构变压器的用途和基本结构2.12.22.12.2 变压器的工作原理变压器的工作原理2.12.32.12.3 变压器的特性和额定值变压器的特性和额定值* *2.12.42.12.4 自耦变压器及仪用互感自耦变压器及仪用互感器器2.12.1 2.12.1 变压器的用途和基本结构变压器的用途和基本结构返回各式各样的变压器各式各样的变压器返回变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互
2、感器电流互感器 单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。变压器结构变压器结构 变压器空载运行变压器空载运行变压器空载运行变压器空载运行 i i2 22 2 = 0= 0= 0= 0 i0 很小，很小，I0 = I1N （ 3%8%） e = -L1 d i0d tu2 = u20 i1 1 = = i0 0i0 N1d te1 = N1 de2 = N2 dd t2.12.2 2.12.2
3、 变压器的工作原理变压器的工作原理1.1.变压器的电压变换作用变压器的电压变换作用（1 1）电磁关系）电磁关系返回 + + +u2u1e1e2i2ZL+ u20i1=0N1N2i0 0 （2 2）电压平衡方程式）电压平衡方程式 电压变换特性电压变换特性 （ f 1 = f 2 ）U1U204.44f1 N1 m4.44f2 N2m= U U11U U2020=N N11N N22=K=K返回u20e2+ + +e1. U1 = I0 （ R1 + jX ）+（E1）.一次侧：一次侧：U1E1 ， U1 = 4.44 f1 N1 m.U20 = E2 ， U20 = 4.44 f2 N2m.二二
4、 次侧：次侧：电磁关系：电磁关系：（忽略漏磁通）（忽略漏磁通） 变压器负载运行变压器负载运行变压器负载运行变压器负载运行由由由由 i i00增大到增大到增大到增大到 i i1 11 1i i22 0 0u1i1i1N1e1 = N1 dd ti2N2i2e2 = N2 dd t2. 变压器的电流变换作用变压器的电流变换作用返回 i1+ + +u2u1e1e2i2ZLN1N2.空载时合成磁动势：空载时合成磁动势：N1I0负载时合成磁动势：负载时合成磁动势：N1I1 + N2 I2. N1I0 N1 I1 + N2 I2. 磁势平衡方程式磁势平衡方程式由电磁关系可知：主磁通由电磁关系可知：主磁通
5、是由是由 i1 1N1 1 ，i2 2N2 2共同共同作用的结果作用的结果返回 i1+ + +u2u1e1e2i2ZLN1N2且U1不变，m不变 N1 I1 N2 I2 （ I0 很小，忽略很小，忽略）.I1 = I1 + I1= I0 + （ ）I2.N1N2I0 励磁分量；励磁分量； 负载分量负载分量. I2 .N1N2 = = = = 电流变换特性电流变换特性电流变换特性电流变换特性I I11N N22I I22N N11K K1返回 i1+ + +u2u1e1e2i2ZLN1N2 N1I0 N1 I1 + N2 I2. 由由 N1 I1 N2 I2 得原副边电流大小之比：得原副边电流大
6、小之比：. . 3.3. 变压器的阻抗变换作用变压器的阻抗变换作用返回由图可知：由图可知：由图可知：由图可知： 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次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侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 + 1. 变压器的外特性：变压器的外特性： U2 = f（ I2 ）U2 = E2 = U20.2.12.3 2.12.3 变压器的特性和额定值变压器的特性和额定值U2U20cos2 =1cos2 1(感性负载)UR2 .E2+ .jX+ R2U2.+ I2UL2+ ZL.返回 理想情况理想情况. 实际运行实际运行U2 = E2 I2 （ R2 +
7、jX2 ） . . . I2 电压调整率电压调整率U20 U2U20U = 100%2. 变压器的损耗和效率变压器的损耗和效率变压器损耗：变压器损耗： P = Pcu + PFePcu = Pcu1 + Pcu2 = I12 R1 +I22 R2 （可变损耗可变损耗）PFe Bm 2 （不变损耗不变损耗）I2变压器的效率：变压器的效率： = = = P1P2P2+ P P2+ Pcu + PFeP2P2返回 i1+ + +u2u1e1e2i2ZLN1N2返回3. 变压器的额定值变压器的额定值 i1+ + +u2u1e1e2i2ZLN1N2 额定电压额定电压 U1N/U2N 额定电流额定电流 I
8、1N/I2N 额定容量额定容量 SN = U2N I2N三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换ABCXYZabczyx1) 1) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端首端x、y、z：尾端尾端2) 2) 三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式联结方式联结方式联结方式联结方式：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法三相配电变压器三相配电变压器动力供电系统（井
9、下照明）动力供电系统（井下照明）高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统常用接法常用接法常用接法常用接法: :（1 1）三相变压器）三相变压器）三相变压器）三相变压器Y/YY/Y0 0联结联结联结联结线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBbca+（2 2）三相变压器）三相变压器）三相变压器）三相变压器Y Y0 0/ / 联结联结联结联结线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：ACBabc+1. 1. 自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器* *2.12.42.12.4 自耦变压器及仪用互感自耦变压器及仪用互感器器返回 将变压器的
10、一次绕组和二次绕组合二为一，使二次绕组成为一次绕组的一部分，这种只有一个绕组的变压器称为自耦变压器自耦变压器。 通过滑动触点来连续改变二次侧绕组的匝数，以达到输出电压平滑调节的自耦变压器，称为调压器。调压器。 结构特点：结构特点：一次、二次共用一个绕组，改变滑动端位置可改变U2 。 工作原理：工作原理：手柄接触臂绕组42135220V110V0250V负载 与普通变压器相比较不同点在于一次、二次绕组不仅有磁的联系，而且有电的直接联系。所以在使用中要注意安全，操作不当就会造成事故。 U1U2=N1N2=K = = I1I2N2N1K1返回各式各样的调压器各式各样的调压器返回(1) (1) 电压互
11、感器电压互感器电压互感器电压互感器N2N1100Vu 高压 使用注意事项：使用注意事项：（1）二次绕组不能短路二次绕组不能短路 （2）保护接地保护接地 结构特点结构特点： N1N2N2与与 串联，串联，Rv很大，很大， I2I1 相当于变压器相当于变压器空载情况空载情况V U1U2=N1N2=K 原理：U1=KU22. 2. 仪用互感器仪用互感器返回（2 2 2 2）电流互感器）电流互感器）电流互感器）电流互感器 结构特点：结构特点：2.2. N1 N23.3.副边与测量电表相连副边与测量电表相连 使用电流互感器时注意：使用电流互感器时注意： 1.1.副边决不允许断开副边决不允许断开 2.2.铁心和副绕组可靠接地铁心和副绕组可靠接地i2i1N2N11.1.原边与负载相串联原边与负载相串联 I1 = IL返回返回电压互感器电压互感器电流互感器电流互感器钳型电流表钳型电流表几种仪用几种仪用互感器互感器作业：9.1.2，9.2.2，9.2.5
