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单相变压器的空载运行
Empty Running of Single
Transformer
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单相变压器的空载运行
一、电磁现象
1
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1
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A
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x
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3
单相变压器的空载运行
各量的电磁关系,
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1
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2
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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?
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0I
0I
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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
3 2 1
1
2
3
0i磁路饱和时,正弦,
尖顶,正弦,平顶 。? ? 0i
0i
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单相变压器的空载运行
三、感应电动势
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)90s i n (2:
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0
0
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dt
d
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m
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mfNE ?? 44.4:有效值
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单相变压器的空载运行
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2,???? fNfNE
m漏电势
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I
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mR
Nfx 21
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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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N
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返回 12页
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单相变压器的空载运行
四、空载损耗
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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 。
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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。
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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。
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 ??????? ??????
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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。
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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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???
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m
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2
2
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44.4
44.4
m
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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。