电机与拖动 教学课件 作者 刘玫 孙雨萍 电机与拖动4章.ppt

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1、第4章变压器4.1变压器的基本工作原理和结构4.2单相变压器的空载运行4.3单相变压器的负载运行4.4变压器的参数测定4.5标幺值4.6变压器的运行性能和特性4.7三相变压器4.8变压器的并联运行4.9其他用途的变压器4.1变压器的基本工作原理和结构4.1.1变压器的基本工作原理和结构本节以普通双绕组变压器为例介绍变压器的工作原理，基本结构和额定值。1、基本结构变压器的基本部件是铁心和绕组，它们构成了变压器的器身。除此之外，还有放置器身的盛有变压器油的油箱、绝缘套管、分接开关、安全气道和保护装置等。（a）单相心式（b）三相心式图4-1心式变压器（1）

2、铁心4.1变压器的基本工作原理和结构（a）单相壳式（b）三相壳式图4-2壳式变压器4.1变压器的基本工作原理和结构（2）绕组（a）同心式（b）交叠式图4-3变压器绕组放置4.1变压器的基本工作原理和结构2、其它结构部件图4-4为油浸式电力变压器结构示意图图4-4为油浸式电力变压器结构示意图。铁心和绕组是变压器的主要结构部件称为变压器的器身，制造好的变压器器身置于装有变压器油的箱体内，变压器油既是一种绝缘介质又是一种冷却介质，它起散热、绝缘和保护器身的作用。为使变压器油能保持良好的状态，在油箱上方装有储油柜用来监测变压器油的运行状况。4.1变压器的基本

3、工作原理和结构4.1.2变压器的基本工作原理1、变压器的工作原理图4-5单相变压器工作原理示意图根据电磁感应定律，原、副方绕组分别感应电势根据基尔霍夫定律可写出原、副方电势方程式为4.1变压器的基本工作原理和结构2、变压器各物理量正方向的规定（3）e和方向符合右手螺旋法则,即电势正方向与产生该磁通的电流正方向一致变压器参数方向的规定：（1）与同向，即符合右手螺旋关系（2）U与同向（一次侧为电动机惯例，二次侧为发电机惯例）4.1.3变压器的额定值及分类1、变压器的额定值额定值是正确使用变压器的依据，在额定状态下运行，可保证变压器长期安全有效的工作，额定

4、值标注在变压器的铭牌上。4.1变压器的基本工作原理和结构1、额定容量：指变压器的视在功率，对三相变压器指三相容量之和。单位伏安（VA）千伏安（KVA）2、额定电压：指线值，单位伏（V）千伏（kV）指电源加到原绕组上的电压，是副方开路即空载运行时副绕组的端电压。4、额定功率：我国规定标准工业用电频率为50赫（HZ）此外，额定工作状态下变压器的效率、温升等数据均属额定值。3、额定电流：由和计算电流，即为额定电流对单相变压器：对三相变压器：4.1变压器的基本工作原理和结构2、变压器的分类按用途分电力变压器：主要用于输配电系统中，分升压、降压、配电、联络、厂

5、用变压器；调压变压器：用来调节电网中的电压。多用于实验室中；仪用变压器：用于测量，如电压互感器、电流互感器按结构分自耦变压器：高低压共用一个绕组双绕组变压器：每相有高、低压两个绕组三绕组变压器：每相有高、中、低压三个绕组多绕组变压器：按相数分（1） 单相变压器（2） 三相变压器（3） 多相变压器按冷却方式分（1）油浸式（2） 干式（3） 充气式4.2单相变压器的空载运行本节介绍变压器空载运行的电磁过程，推出空载运行的等效电路、方程式和相量图4.2.1变压器的空载运行时的电磁关系变压器空载运行时一次绕组接电源，二次绕组开路，负载电流为零，这种情况即为变

6、压器的空载运行。1、空载运行时电动势和电压比4-6变压器空载运行示意图一、二次绕组的电压平衡方程式为：若不计漏磁通，按上图所规定各量正方向，由基尔霍夫第二定律可列出一、二次绕组的电压平衡方程式调节一、二次侧匝数即可达到变压目的。式中R1为一次绕组的电阻，U20为二次侧空载电压，即开路电压，一般很小，忽略不计时变压器空载运行电磁关系示意图4.2单相变压器的空载运行2、主磁通、励磁电流及励磁阻抗产生主磁通所需的电流叫激磁电流。用表示，空载时全部用以产生主磁通即：4-8变压器空载运行主磁通、激磁电流和电势之间的相位此时中除无功分量外，还有有功分量图4-9变

7、压器空载磁化曲线及电流、磁通波形4.2单相变压器的空载运行Rm：激磁电阻，表征铁心损耗的一个等效参数Xm：激磁电抗，表征铁心磁化性能的一个等效参数Zm：激磁阻抗，表征铁心损耗和磁化性能的一个等效参数式中:（a）激磁电流等效电路（b）等效串联电路图4-10铁心线圈的等效电路4.2单相变压器的空载运行3、漏磁通和漏磁电抗在实际变压器中，除交链一、二次绕组的主磁通外，还有一部分仅与一个绕组交链通过空气闭合的漏磁通由于漏磁通是经过空气隙闭合的，而空气的磁导率为常数，所以漏电抗为常值与磁路的饱和程度无关。4.2单相变压器的空载运行4.2.2空载运行时的电压方程

8、式、等效电路及相量图4.2单相变压器的空载运行图4-11变压器空载运行时的等效电路图4-12变压器空载运行时