1
单相变压器的空载运行
Empty Running of Single
Transformer
2
单相变压器的空载运行一、电磁现象
1
U
1
E
1
E
2
E
20
U
0
I
)( 2?I
1
A
X
a
x
0
3
单相变压器的空载运行各量的电磁关系,
10rI
1
U
0
I
100 NIF
0
1?E
1
E
2
E
4
单相变压器的空载运行主、漏磁通的区别：
1）性质上,与 成非线性关系，
与 成线性关系；
2）数量上,占 99%以上,仅占 1%以下；
3）作用上,起传递能量的作用，
起漏抗压降作用。
0?
0?
0?
0I
0I
1?
1?
1?
5
单相变压器的空载运行二、空载电流：
1）作用和组成一方面：用来励磁，建立磁场 -----无功分量二方面：供变压器空载损耗 -------有功分量
2）性质和大小性质：主要是感性无功性质 ----也称励磁电流；
大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数 I0%来表示。
6
单相变压器的空载运行
3)空载电流波形?
t 0i
3 2 1
1
2
3
0i磁路饱和时,正弦，
尖顶,正弦,平顶 。
0i
0i
7
单相变压器的空载运行三、感应电动势
)90s i n (
)90s i n (2:
s i n:
0
0
tE
tfN
dt
d
Ne
t
m
m
m
则设
mfNE 44.4:有效值
mfNjE
44.4:相量
8
单相变压器的空载运行
11111 22
2, fNfNE
m漏电势
10010
0
11
1 22 xIjIfLjI
I
N
fjE
mR
Nfx 21
1 2?
为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用 。
对一切电抗
mR
N
fx
2
2
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9
单相变压器的空载运行四、空载损耗
3.12
1
2
01
0
0
fBp
rIp
p
mFe
cu
经验公式,
GfBppp mFe 3.120 )
50
(
50
1
空载损耗约占额定容量的（ 0.2~1） %，随容量的增大而减小。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、
激光化硅钢片或应用非晶态合金。
包括：铜损耗铁损耗 。
10
单相变压器的空载运行五、电磁关系：
1、电势方程：
220
101101011
EU
ZIExIjrIEU
忽略漏阻抗压降后有效值,
mfNEU 111 44.4
故：
1
1
1
1
44.444.4 fN
U
fN
E
m
可知：影响主磁通大小的因素是电源电压、电源频率和一次侧线圈的匝数，与铁芯的材质和几何尺寸无关。
11
单相变压器的空载运行
2、变比定义：变比为一、二次线圈主电势之比。
2
1
2
1
N
N
E
EK 或
N
N
U
U
U
UK
2
1
20
1
对三相变压器，变比指一、二次侧 相 电势之比
Y,D接线
N
N
U
U
K
2
1
3
D,Y接线
N
N
U
U
K
2
13?
12
单相变压器的空载运行
3、等效电路 连接第 8页令,)(
001 mmm jxrIZIE
其中,
mZ
-----励磁阻抗
mmm jxrZ
mr
-----励磁电阻，对应铁损耗的等效电阻 ；
mx
-----励磁电抗，对应主磁通的电抗。
一次侧的电势方程为,
)( 101001011 ZZIZIZIZIEU mm
13
单相变压器的空载运行等效电路为,
1
E
mx
mr
1r 1x
1
U
0
I
由于主磁通路径铁心为非线性磁路，故励磁阻抗、励磁电阻和励电抗均不为常数，大小随磁路的饱和而减小。
14
单相变压器的空载运行
4、相量图空载时的基本方程为
ra
m
m
III
fNjE
fNjE
EU
xIjrIEU
000
2
2
1
1
220
1
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44.4
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1
E
2
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1
E
10rI
1
U
10 xIj
15
单相变压器的空载运行小结,
（ 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定,
（ 2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关 。
（ 3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。
（ 4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。
单相变压器的空载运行
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单相变压器的空载运行一、电磁现象
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单相变压器的空载运行主、漏磁通的区别：
1）性质上,与 成非线性关系，
与 成线性关系；
2）数量上,占 99%以上,仅占 1%以下；
3）作用上,起传递能量的作用，
起漏抗压降作用。
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单相变压器的空载运行二、空载电流：
1）作用和组成一方面：用来励磁，建立磁场 -----无功分量二方面：供变压器空载损耗 -------有功分量
2）性质和大小性质：主要是感性无功性质 ----也称励磁电流；
大小：与电源电压和频率、线圈匝数、磁路材质及几何尺寸有关，用空载电流百分数 I0%来表示。
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单相变压器的空载运行
3)空载电流波形?
t 0i
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0i磁路饱和时,正弦，
尖顶,正弦,平顶 。
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单相变压器的空载运行三、感应电动势
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单相变压器的空载运行
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为一次侧漏抗，反映漏磁通的作用 。
对一切电抗
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单相变压器的空载运行四、空载损耗
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空载损耗约占额定容量的（ 0.2~1） %，随容量的增大而减小。为减少空载损耗，改进设计结构的方向是采用优质铁磁材料：优质硅钢片、
激光化硅钢片或应用非晶态合金。
包括：铜损耗铁损耗 。
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单相变压器的空载运行五、电磁关系：
1、电势方程：
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忽略漏阻抗压降后有效值,
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单相变压器的空载运行
2、变比定义：变比为一、二次线圈主电势之比。
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对三相变压器，变比指一、二次侧 相 电势之比
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单相变压器的空载运行
3、等效电路 连接第 8页令,)(
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其中,
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-----励磁阻抗
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一次侧的电势方程为,
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单相变压器的空载运行等效电路为,
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由于主磁通路径铁心为非线性磁路，故励磁阻抗、励磁电阻和励电抗均不为常数，大小随磁路的饱和而减小。
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单相变压器的空载运行
4、相量图空载时的基本方程为
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单相变压器的空载运行小结,
（ 1）一次侧主电动势与漏阻抗压降总是与外施电压平衡,若忽略漏阻抗压降，则一次主电势的大小由外施电压决定,
（ 2）主磁通大小由电源电压、电源频率和一次线圈匝数决定，与磁路所用的材质及几何尺寸基本无关 。
（ 3）空载电流大小与主磁通、线圈匝数及磁路的磁阻有关，铁心所用材料的导磁性能越好，空载电流越小。
（ 4）电抗是交变磁通所感应的电动势与产生该磁通的电流的比值，线性磁路中，电抗为常数，非线性电路中，电抗的大小随磁路的饱和而减小。
