第三章变压器2
第3章变压器
1.二次绕组电流的折算
根据折算前后磁势保持不变的原则，有：
N1 I 2 N 2 I2
则
N2 I2 I2 I2 N1 K
2.二次绕组电动势的折算
根据折算前后主磁通和漏磁通保持不变的原则，有：
4.44 fN1m E2 N1 K E2 4.44 fN 2m N 2
E1
2
在相位上滞后主磁通 m 90°相角
同理写出二次
绕组感应电动势的有效值
二次绕组感应电势的有效值为：
E 2 ＝4.44 fN 2m
E 2 在相位上滞后主磁通 m 90°相角
漏磁通1 在一次侧绕组中产生的 漏磁感应电动势为：
L1 定义为漏磁电感 L1
d 1 L di e1 ＝－N1 ＝ 1 dt dt
K 2 x2 x2
负载阻抗也有同样的关系，即：
2 ZL K ZL
4.二次侧电压的折算
根据二次侧电压平衡方程式，折算后的二次 侧电压值仍应等于折算后的二次绕组的感应 电动势减去折算后二次侧的漏阻抗压降
＝E － － U I Z ＝ k （ E I Z ）＝ k U 2 2 2 2 2 2 2 2
S9 型配电变压器（10 kV）
大型油浸电力变压器
大连理工大学电气工程系
干式变压器
大连理工大学电气工程系
附录1 变压器图片
调压器（自耦变压器）
控制变压器
3.1.3 变压器的基本结构
铁心 器身绕组 引线和绝缘 和箱底） 油箱油箱本体（箱盖、箱壁 小车、接地螺栓、铭牌 等） 油箱附件（放油阀门、 变压器调压装置－无励磁分接 开关或有载分接开关 却器 冷却装置－散热器或冷 保护装置－储油柜、油 位计、安全气道、释放 阀、吸湿器、测温 元件、气体继电器等 压套管，电缆出线等 出线装置－高、中、低 变压器油
第三章 变压器
铁芯形状
“口”形：芯式变压器， 绕组包围铁芯，大容量变压器
环形变压器，其铁芯由低铁损 冷轧硅钢带绕，具有损耗小、 效率高以及电磁干扰小的特点 在相同的参数下，环形变压器铁芯的体积最小
变压器的冷却：变压器工作时铁芯和绕组都会发热，因此必 须考虑冷却问题
小容量变压器：采用自然风冷，即依靠空气的自然对流 和辐射将热量散发
大容量变压器：采用油冷方式，将变压器浸入变压器油 内，使其产生的热量通过变压器油传给外壳而散发，变 压器油还具有良好的绝缘性能 • 在X线机设备中，高压变压器副绕组输出几十千伏以上的 高压，无论是副绕组对原绕组还是对铁芯等绝缘都有非常 高的要求。 • X线机的高压变压器就采用了油冷方式
(3-4)
Z1 K 2 Z 2
选取适当的变比K，可以把负载阻抗Z2等效变换到原绕组一 侧所需要的阻抗值Z1 在电子电路中，常使用变压器来实现阻抗匹配，以获得较高 的功率输出
四、变压器的主要参数 大型变压器的外壳通常附有铭牌来标明其型号及参数， 它是正确使用变压器的依据
1.原绕组的额定电压U1N：指当变压器按规定工作方式运行时 在原绕组上应加的电源电压值
(a)抽头式
(b)滑动式
(c)混合式
图3-7 x线机控制台的电源变压器
六、变压器绕组的同极性端
变压器的同极性端：变压器不同绕组在同一变化的磁通作用 下，其感应电动势的极性相同端，用符号“·”表示 在实际运用当中，有时需要将变 压器的两个(或多个)绕组连接起来 使用来适应不同的输入电压与满 足不同的输出电压要求
第三章 电力变压器(高压特种电工培训)
2021年4月27日9时0分
二、变压器的结构
中小型油浸电力变压器典型结构如图3-1所示。 1.铁芯 （1）铁芯结构 变压器的铁芯是磁路部分。 由铁芯柱和铁轭两部分组成。铁芯的机构分为
心式和壳式两种。
2021年4月27日9时0分
（2）铁芯材料 由于铁芯为变压器的磁路，所以其材料 要求导磁性能好，导磁性能好，才能使铁损小。
查一次。容量在630kVA以下的变压器，可适当延长巡视周期，但变 压器在每次合闸前及拉闸后应检查一次。 8）有人值班的变配电所，每班都应检查变压器的运行状态。 9）对于强油循环水冷或风冷变压器，不论有无值班，都应每小时巡 视一次。 10) 负荷急剧变化或变压器发生短路故障后，都应增加特殊巡视。
根据变压器的大小分为吊器身式油箱（6300kVA以下） 和吊箱壳式油箱（又称钟罩式油箱，8000kVA以上）两种。
2021年4月27日9时0分
6.冷却装置 变压器冷却装置是起散热作用的。 7.储油柜（又称油枕）主要是当油箱油面降低时给油箱 补油的装置，它通过管道和瓦斯继电继电器与油箱相连。 8.安全气道（又称防爆管，现在被压力释放阀代替） 9.吸湿器（装有变色硅胶，颜色由蓝变白，粉红色） 10.气体继电器 11.高、低压绝缘套管
5.额定容量 变压器的容量为视在功率，单位为 kVA。
单相变压器视在功率为：
S N U1N I1N U 2N I 2N
2021年4月27日9时0分
三相变压器视在功率为：
SN 3U1N I1N 3U 2N I2N
一般容量在630kVA以下的为小型电力变压器； 800~6300kVA的为中型电力变压器； 8000~63000kVA为大型电力变压器； 90000kVA及以上的为特大型电力变压器。
高中人教物理选择性必修二第3章第2节变压器
第三章 交变电流 第3节 变压器一、理想变压器及变压原理和规律1．理想变压器的特点(1)原、副线圈的电阻不计，不产生热量．(2)变压器的铁芯无漏磁，原、副线圈磁通量无差别．(3)变压器自身的能量损耗不计，原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率． 2．工作原理原线圈上加交变电压时铁芯中产生交变磁场，即在副线圈中产生交变磁通量，从而在副线圈中产生交变电动势；当副线圈接负载时，副线圈相当于交流电源向外界负载供电．从能量转化角度看，变压器是把电能转化为磁场能，再将磁场能转化为电能的装置，一般地说，经过转化后电压、电流均发生了变化．3．电压关系由于不计原、副线圈的电阻，因此原线圈两端的电压U 1＝E 1，副线圈两端的电压U 2＝E 2，所以U 1U 2＝n 1n 2.当有n 组线圈时，则有：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3…4．功率关系对于理想变压器，不考虑能量损失，P 入＝P 出． 5．电流关系由功率关系，当只有一个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2，得I 1I 2＝U 2U 1＝n 2n 1.当有多个副线圈时，I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，得I 1n 1＝I 2n 2＋I 3n 3＋….[特别提醒](1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用．(2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的周期和频率． (3)理想变压器关系中的U 1、U 2、I 1、I 2均为有效值或最大值．瞬时值和平均值不成立 (4)变压器的输入功率总等于所有输出功率之和（5）变压器匝数多的接高压，导线细；匝数少的接低压，导线粗 6．制约关系(1)电压：副线圈电压U 2由原线圈电压U 1和匝数比决定． (2)功率：原线圈的输入功率P 1由副线圈的输出功率P 2决定． (3)电流：原线圈电流I 1由副线圈电流I 2和匝数比决定．【例题1】如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b .小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________．流过灯泡b 的电流为________A.【答案】：10∶3 0.2[解析]根据P ＝U 2R 和P ＝I 2R 得灯泡a 两端的电压U 2＝PR ＝0.3×30 V ＝3 V ，通过灯泡a 的电流I a＝P R＝0.330 A ＝0.1 A ，根据U 1U 2＝n 1n 2得原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝103，根据I 1I 2＝n 2n 1，得副线圈上的电流I 2＝n 1n 2I 1＝103×0.09 A ＝0.3 A ，根据I 2＝I a ＋I b ，得流过灯泡b 的电流为I b ＝I 2－I a ＝0.2 A.【例题2】如图，理想变压器原线圈输入电压u ＝U m sin ωt ，副线圈电路中R 0为定值电阻，R 是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U 1和U 2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I 1和I 2表示．下列说法正确的是( )A ．I 1和I 2表示电流的瞬时值B ．U 1和U 2表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，U 2不变、I 1变大D ．滑片P 向下滑动过程中，U 2变小、I 1变小 【答案】C[解析]交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值，A 、B 错误．由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变，所以U 2不变．滑片P 向下滑动过程中，电阻变小，电流I 2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I 1变大，C 正确，D 错误，故选C.【例题3】.(多选)(2016·高考全国卷Ⅲ)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为9∶1B．原、副线圈匝数比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶9【答案】：AD[解析]设灯泡的额定电压为U0，输入电压为灯泡额定电压的10倍时灯泡正常发光，则变压器原线圈的电压为9U0，变压器原、副线圈的匝数比为9∶1，选项A正确，选项B错误；由9U0I a＝U0I b得，流过b灯泡的电流是流过a灯泡电流的9倍，根据P＝UI，a、b灯泡的电功率之比为1∶9，选项C错误，选项D正确．1．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是()A．通有正弦交变电流的原线圈产生的磁通量不变B．穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等C．穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势D．原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈2．(多选)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示．当开关S闭合后()A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变3．如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B，使n1＝n2，副线圈中接有定值电阻R.当原线圈从AC端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I，当原线圈从AB端输入电压为U的正弦交流电压时，副线圈中电流为I′.那么I′与I的比值等于()A．4∶1B．1∶4C．2∶1 D．1∶24.如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数为n 1＝800和n 2＝200的两个线圈，上线圈两端与u ＝51sin 314t V 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是( )A ．2.0 VB ．9.0 VC ．12.7 VD ．144.0 V5.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n 1＝1 100匝，副线圈匝数n 2＝220匝，交流电源的电压u ＝2202·sin 100πt (V)，电阻R ＝44 Ω，电压表、电流表为理想电表，则下列说法不正确的是( )A ．交流电的频率为50 HzB ．电流表A 1的示数为0.2 AC ．电流表A 2的示数为2 AD ．电压表的示数为44 V6.如图所示为理想变压器，三个灯泡L 1、L 2、L 3都标有“5 V 5 W ”字样，L 4标有“5 V 10 W ”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2和ab 间电压应为( )A ．2∶1,25 VB ．2∶1,20 VC ．1∶2,25 VD ．1∶2,20 V7．如图甲、乙所示的电路中，当A 、B 接有效值为10 V 的交流电压时，C 、D 间电压的有效值为4 V ；当M 、N 接10 V 直流电压时，P 、Q 间的电压也为4 V ．现把C 、D 接4 V 交流电压，P 、Q 接4 V 直流电压，下列表示A 、B 间和M 、N 间电压的是( )A. 10 V ,10 VB. 10 V ,4 VC. 4 V,10 VD. 10 V,08、（多选）心电图仪是将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其部分电路可简化为大电阻R 1与交流电源串联，该电源输出的电压有效值为U 0，如图所示，心电图仪与一个理想变压器的初级线圈相连，一个扬声器(可等效为一个定值电阻R 2)与该变压器的次级线圈相连．若R 2的功率此时最大，下列说法正确的是( )A ．大电阻R 1两端电压为U 02B ．理想变压器初级线圈与次级线圈的匝数比值为R 1R 2C ．交流电源的输出功率为U 202R 1D ．通过扬声器的电流为U 021R 1R 29.(多选)如图所示，L 1、L 2是高压输电线，图中两电表示数分别是220 V 和10 A ，已知甲图中原、副线圈匝数比为100∶1，乙图中原、副线圈匝数比为1∶10，则( )A ．甲图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VB ．甲图是电流互感器，输电电流是100 AC ．乙图中的电表是电压表，输电电压为22 000 VD ．乙图是电流互感器，输电电流是100 A10.（多选）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示．线圈AB 绕在一个圆环形的铁芯上．AB 间加上正弦交流电压U ，移动滑动触头P 的位置，就可以调节输出电压．在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表，滑动变阻器的滑动触头为Q .则( )A ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变大B ．保持P 的位置不动，将Q 向下移动时，电流表的示数变小C ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变大D ．保持Q 的位置不动，将P 沿逆时针方向移动时，电流表的示数变小11.如图所示，理想变压器输入的交流电压U 1＝220 V ，有两组副线圈，其中n 2＝36匝，标有“6 V ，9 W ”“12V ,12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光．求：(1)原线圈的匝数n 1和另一副线圈的匝数n 3； (2)原线圈中电流I 1.12．如图甲为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut 图象如乙图所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de.1．【答案】：C【解析】：通有正弦交变电流的原线圈产生的磁场是变化的，由于面积S 不变，故磁通量Φ变化，A 错误；因理想变压器无漏磁，故B 错误；由互感现象知C 正确；原线圈中的电能转化为磁场能又转化为电能，原副线圈通过磁场联系在一起，故D 错误．2．【答案】：AD【解析】：交流电源的电压有效值不变，即V 1示数不变，因U 1U 2＝n 1n 2，故V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变，D 对．S 闭合使负载总电阻减小，I 2＝U 2R ，所以I 2增大．因I 1I 2＝n 2n 1，所以A 1示数增大，A 1与A 2示数的比值不变，A 对．3．【答案】：C【解析】：当电压由AC 端输入改为由AB 端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻R 是定值电阻，所以副线圈中的电流加倍．4.【答案】：A【解析】：若未考虑铁芯的漏磁因素，上线圈电压有效值U 1＝512V ≈36 V ，按变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝n 2n 1U 1＝9.0 V ，而实际上副线圈磁通量Φ2<Φ1，由U ＝n ΔΦΔt 得U 1n 1>U 2n 2，则应选A.5【答案】：C【解析】：由交流电源的电压瞬时值表达式可知，ω＝100π rad/s ，所以频率为50 Hz ，A 项说法正确；理想变压器的电压比等于线圈匝数比，即U 1U 2＝n 1n 2，其中原线圈电压的有效值U 1＝220 V ，U 2＝n 2n 1U 1＝44 V ，故D 项说法正确；I 2＝U 2R ＝1 A, 故C 项说法错误；由电流比与线圈匝数比成反比，即I 2I 1＝n 1n 2，所以I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故B 项说法正确．6.【答案】：A【解析】：要使得L 1、L 2、L 3和L 4都正常发光，副线圈的电压应为10 V ．若L 1也能正常发光，则原线圈的电流应是副线圈的12，所以由I 2I 1＝n 1n 2可知n 1∶n 2＝2∶1，再由U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压为20 V ，U ab ＝U 1＋U L1＝25 V ，所以选项A 正确．7．【答案】：B【解析】：题图甲是一个自耦变压器，当A 、B 作为输入端，C 、D 作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比．当C 、D 作为输入端，A 、B 作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C 、D 接4 V 交流电压时，A 、B 间将得到10 V 交流电压．题图乙是一个分压电路，当M 、N 作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比．但是当把电压加在P 、Q 两端时，电流只经过下面那个电阻，上面的电阻中没有电流通过，M 、P 两端也就没有电势差，即M 、P 两点的电势相等．所以当P 、Q 接4 V 直流电压时，M 、N 两端的电压也是4 V ．如果M 、N 或P 、Q 换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为在交流纯电阻电路中欧姆定律仍然适用．8、【答案】：ACD【解析】：设理想变压器初级线圈和次级线圈的匝数分别为n 1、n 2，初级线圈和次级线圈的电流分别为I 1、I 2，R 2的功率为P ，则有P ＝I 22R 2＝－I 21R 1＋I 1U 0，由于此时扬声器有最大功率，则I 1＝U 02R 1、I 2＝U 021R 1R 2，选项D 正确；此时大电阻R 1两端电压I 1R 1＝U 02，选项A 正确；理想变压器的初级和次级线圈的匝数比值为n 1n 2＝I 2I 1＝R 1R 2，选项B 错误；交流电源的输出功率为I 1U 0＝U 202R 1，选项C 正确，故本题选A 、C 、D. 9.【答案】：AD【解析】：甲图是电压互感器，电表是电压表，故B 错误；根据匝数比U 1U 2＝n 1n 2，有U 1＝n 1n 2U 2＝1001×220V ＝22 000 V ，故A 正确；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比I 1I 2＝n 2n 1，有I 1＝n 2n 1I 2＝101×10 A ＝100 A ，故D 正确．10.【答案】：BC【解析】：当P 的位置不动时，U 2＝n 2n 1U 1不变，将Q 向下移动，R 接入电路的阻值变大，由I 2＝U 2R 知I 2减小，故选项B 正确；保持Q 的位置不动，R 接入电路的阻值就不变，将P 沿逆时针方向移动，则n 2增多，U 2增大，所以I 2也增大，故选项C 正确．11.【答案】：(1)1 320匝 72匝 (2)0.095 A 【解析】：(1)由于两灯泡均正常发光， 所以有U 2＝6 V ，U 3＝12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U 1U 2＝n 1n 2，U 2U 3＝n 2n 3得n 1＝U 1U 2n 2＝2206×36＝1 320匝n 3＝U 3U 2n 2＝126×36＝72匝．(2)由于P 入＝P 出，P 出＝P 2＋P 3 所以P 入＝P 2＋P 3，即I 1U 1＝P 2＋P 3则I 1＝P 2＋P 3U 1＝9＋12220A ≈0.095 A.12．【答案】：(1)u ab ＝400sin 200πt V (2)0.28 A(3)43【解析】：(1)由乙图知ω＝200π rad/s ， 电压瞬时值 u ab ＝400sin 200πt V. (2)电压有效值U 1＝U m2＝200 2 V ，理想变压器P 1＝P 2，原线圈中的电流I 1＝P 1U 1≈0.28 A.(3)设ab 间匝数为n 1，根据变压器规律有 U 1n 1＝U ce n ce ，U 1n 1＝U den de ， 由题意有U 2ce R ce ＝U 2deR de ，联立可得n cen de＝R ce R de ＝43.。
第三章 变压器
Zk
Uk Ik
Rk
pk
I
2 k
Xk
Z
2 k
Rk2
绕组的电阻时随温度而变的，故经过计算的到的短路参数应 根据国家标准规定折算到参考温度。
三 、相量图
根据T形等效电 路，可以画出相应 的相量图。
四 、近似等效电路图
RK、XK和ZK分别称为短路电阻、短路电抗和短路阻抗。
单相变压器基本方法总结
分析计算变压器运行的方法：
基本方程式：变压器电磁关系的数学表达式。 等效电路：基本方程式的模拟电路。 相量图：基本方程式的图示表示。
三者是统一的，一般定量计算用等效电路，讨论各 物理量之间的相位关系用相量图。
E2 KE2
E2 KE2
U 2 KU 2
（二）电流的归算 电流归算的原则：归算前后二次侧磁动势保持不变。
N2'I2' N2I2
（三）阻抗的归算
I 2
I2 K
阻抗归算的原则：归算前后电阻铜耗及漏感中无功功率不变。
I 22 R2
I
2 2
R2
I22 X 2
I
2 2
X
2
R2
I
2 2
I22
R2
K 2R2
S7-315/10 三相（S）铜芯10KV变压器,容量315KVA,设计序号7为节 能型.
SJL-1000/10 三相油浸自冷式铝线、双线圈电力变压器，额定容量为 1000千伏安、高压侧额定电压为10千伏。
我国生产的各种变压器主要系列产品有：S7、SL7、S9、 SC8等。其中SC8型为环氧树脂浇注干式变压器。
同心式绕组 1—铁心柱 2—铁轭 3—高压线圈 4—低压线圈
交叠式绕组 1—低压绕组 2—高压绕组
电机学_第三章变压器习题
电机学_第三章变压器习题第⼆章变压器⼀、填空：1.★⼀台额定频率为60HZ的电⼒变压器接于50HZ，电压为此变压器的5/6倍额定电压的电⽹上运⾏，此时变压器磁路饱和程度，励磁电流，励磁电抗，漏电抗。
答：饱和程度不变，励磁电流不变，励磁电抗减⼩，漏电抗减⼩。
2.三相变压器理想并联运⾏的条件是（1），（2），（3）。
答：（1）空载时并联的变压器之间⽆环流；（2）负载时能按照各台变压器的容量合理地分担负载；（3）负载时各变压器分担的电流应为同相。
3.★如将变压器误接到等电压的直流电源上时，由于空载电流将，空载损耗将。
答：空载电流很⼤，空载损耗很⼤。
4.★⼀台变压器，原设计的频率为50HZ，现将它接到60HZ的电⽹上运⾏，额定电压不变，励磁电流将，铁耗将。
答：减⼩，减⼩。
5.变压器的副边是通过对原边进⾏作⽤的。
答：电磁感应作⽤。
6.引起变压器电压变化率变化的原因是。
答：负载电流的变化。
7.★如将额定电压为220/110V的变压器的低压边误接到220V电压，则激磁电流将，变压器将。
答：增⼤很多，烧毁。
8.联接组号不同的变压器不能并联运⾏，是因为。
答：若连接，将在变压器之间构成的回路中引起极⼤的环流，把变压器烧毁。
9.★★三相变压器组不宜采⽤Y,y联接组，主要是为了避免。
答：相电压波形畸变。
10.变压器副边的额定电压指。
答：原边为额定电压时副边的空载电压。
11.★★为使电压波形不发⽣畸变，三相变压器应使⼀侧绕组。
答：采⽤d接。
12.通过和实验可求取变压器的参数。
答：空载和短路。
13.变压器的参数包括，，，，。
答：激磁电阻，激磁电抗，绕组电阻，漏电抗，变⽐。
14.在采⽤标⼳制计算时，额定值的标⼳值为。
答：1。
15.既和原边绕组交链⼜和副边绕组交链的磁通为，仅和⼀侧绕组交链的磁通为。
答：主磁通，漏磁通。
16.★★变压器的⼀次和⼆次绕组中有⼀部分是公共绕组的变压器是。
答：⾃耦变压器。
17.并联运⾏的变压器应满⾜（1），（2），（3）的要求。
第三章 弧焊变压器
φ
. I1 . U1 . E1 N1 N2 . I2 . . U2 E2 . I1
1 X1, R11 R
φ
X
2 X2, R2 R2
X
R
fz
. . E1 U1
N1 N2
. . U2 E2
R
fz
φ φ
1
2
图3-2 变压器负载运行时 负载运行时的原理图 负载运行时
a) 原理图 b) 等效电路图 7 第三章 弧焊变压器
第三章 弧焊变压器 5
φ
. I1 . U1 . E1 N1 N2 . I2 . . U2 E2 . I1
R
fz
φ a) 其电磁关系及过程如下: 其电磁关系及过程如下: φ
L1
L2
ΦL1→EL1 =I1X1 图3-2 变压器负载运行时 负载运行时的原理图 负载运行时 U1→I1(I1N1)→Φ→E1 E2→I2(I2N2) → ΦL2→EL2 =I2X2 第三章 弧焊变压器 6
第三章 弧焊变压器 2
第一节 第二节 第三节
弧焊变压器的基本原理 串连电抗器式弧焊变压器 增强漏磁式弧焊变压器
第三章 弧焊变压器
3
第一节
弧焊变压器的基本原理
与普通变压器相比,弧焊变压器有以下特点: 与普通变压器相比,弧焊变压器有以下特点: 通过对空载 负载两种情况下弧焊变 空载和 通过对空载和负载两种情况下弧焊变 为稳弧要有一定的空载电压和较大电感; 为稳弧要有一定的空载电压和较大电感; 一定的空载电压和较大电感 压器的一次绕组 二次绕组中各个 一次绕组, 中各个电参 压器的一次绕组,二次绕组中各个电参 要求下降的外特性; 要求下降的外特性; 下降的外特性 数间的关系方程,等效电路和矢量图的 数间的关系方程,等效电路和矢量图的 为调节焊接电流,弧压,要求外特性可调. 为调节焊接电流,弧压,要求外特性可调. 外特性可调 分析,理解弧焊变压器的外特性特点. 分析,理解弧焊变压器的外特性特点. 本节将探讨以上特点的产生原理. 本节将探讨以上特点的产生原理.
变 压 器
3、双击原理图元件库文档图标，就可以进入原 理图元件库编辑工作界面，如下图所示。
二、 元件库编辑器界面简介
原理图元件库编辑器界面主要由元件管理器 、主工具栏、菜单、常用工具栏、编辑区等组成 。
在编辑区有一个十字坐标轴，将元件编辑区 划分为四个象限。象限的定义和数学上的定义相 同，即右上角为第一家限，左上角为第二象限， 左下角为第三象限，右下角为第四象限，一般我 们在第四象限进行元件的编辑工作。
• (1)空载运行及电压比一次绕组接交流电源，二次绕组开路的运行方 式称为空载运行，如图3一2所示。此时，一次绕组的电流i01称为励磁 电流，由于im是按正弦规律变化的，因此由它在铁芯中产生的磁通中 也是按正弦规律变化的，在交变磁通中的作用下，在一、二次绕组中 分别产生感应电动势e1、e2
•设
，则可根据电磁感应定律计算出
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第二节 单相变压器
• 解 已知U1= 220V ,U2=22V,戈=2 100匝 • 所以 •又 • 所以
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第二节 单相变压器
• 例3一2某晶体管收音机输出变压器的一次绕组匝数N1= 230匝，二次 绕组匝数N2 = 80匝，原来配有阻抗为8Ω的扬声器，现在要改接为4Ω 的扬声器，问输出变压器二次绕组的匝数应如何变动(一次绕组匝数 不变)。
• 解设输出变压器二次绕组变动后的匝数为N'2 • 当R'L= 4Ω时
• 根据题意Ri=R'i，即
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第二节 单相变压器
• 2.额定值 • (1)额定电压U1N和U2N(V)额定电压U1N是指根据变压器的绝缘强度
和允许发热而规定的一次绕组的正常工作电压。额定电压U2N是指一 次绕组加额定电压时，二次绕组的开路电压。 • (2)额定电流I1N和I2N(A)指根据变压器的允许发热条件而规定的绕组长 期允许通过的最大电流值。 • (3)额定容量SN ( VA)指变压器在额定工作状态下，二次绕组的视 在功率。忽略损耗时，额定容量 • 二、单相变压器的同名端及其判断 • 所谓同名端是指在同一交变磁通的作用下，两个绕组上所产生的感 应电压瞬时极性始终相同的端子，同名端又称同极性端，常以“*” 或“·”标记。判断同名端可根据如下方法:
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& I 2 r2
& U2
& I2
& I2 N 2
& φσ 2
3.3.2 电压平衡方程
二次侧绕组漏电动势： 二次侧绕组漏电动势：
& & E 2 σ = − jI 2 X 2 σ
X 2σ = ωL2σ = 2πfL2σ
二次侧电压平衡方程： 二次侧电压平衡方程：
& & & U 2 = E2 − I 2 Z 2 Z 2 = R2 + jX 2σ
负载时一、二次侧电压平衡方程： 负载时一、二次侧电压平衡方程：
& & & U1 = −E1 + I1 Z1
& & & U 2 = E2 − I 2 Z 2
& E1 & I 2 & k= I1 + = I0 k E2 & & - E1 = I0 Zm & & U2 = I2 ZL
3.3.3 绕组折算
&' N = I N I2 1 &2 2
二次侧电流的折算
&' = N2 I = 1 I & & I2 2 2 N1 k
二次侧电动势的折算
& ' = N1 E = kE & E2 2 2 N2
二次侧阻抗的折算
& ' = kE & E2σ 2σ
&' & E2 kE2 ' ' Z2 + ZL = ' = = k2 & I2 1 I & 2 k
& & & N & & 次侧电流的作用 I = I + I ， I + N I = 0 1 0 1L 1 1L 2 2
负载运行时的电磁过程
& I 1 r1 & & E 1σ = − jI 1 x 1σ
& E1
& U1
& I1
& I1 N 1
& φσ 1
& I 0 N1
& φm
& E2 & & E 2σ = − j I 2 x 2σ
& & & U1 = −E1 + I1 Z1
& & & U2 = E2 − I2 Z2
& E1 & I2 & k= I1 + = I0 E2 k & & - E1 = I0 Zm
& &' E1 = E2
& + I' = I I 1 &2 &0
& & - E1 = I0 Zm
& ' = I' Z' U 2 &2 L
3、空载电流的等效电路 、
& & E1 = − I 0 Z m
Z m = Rm + jX m
& & & U 1 = I0 Z m + I0 Z1
3.3 变压器的负载运行
3.3.1 磁动势平衡方程
& & & F1 + F2 = F0 & & & N 1 I1 + N 2 I 2 = N 1 I0
& 忽略了漏阻抗压降， 忽略了漏阻抗压降，& 1 ≈ E 1 主 U & 不变。 磁通 φ m 不变。
& + N2 I = I & & I1 2 0 N1 & N2 & I2 & & & & & I 1 = I 0 + (− )I 2 = I 0 + (− ) = I 0 + I 1L N1 N1 & I2 & & & I 1L = − N 1 I 1L + N 2 I 2 = 0 k
从空载到负载，一次绕组电 从空载到负载， & & 流 I 1 增加一个分量I 1 L 以平衡 次级绕组的作用。 次级绕组的作用。
绕组折算的含义： 绕组折算的含义：通常是把二次侧的绕组折算 到一次侧，即用一个匝数为N1 N1的绕组去代替原 到一次侧，即用一个匝数为N1的绕组去代替原 变压器匝数为N2的二次侧绕组。 N2的二次侧绕组 变压器匝数为N2的二次侧绕组。 要求折算前后，变压器的电磁本质不变，即要求 要求折算前后，变压器的电磁本质不变， 折算后的二次侧绕组产生的磁动势的大小和分布 和折算前相同。 和折算前相同。
' 2σ
& = I (R + jX ) −U ' & U1 &1 k k 2
计算变压器负载运行方法有基本公式、等值电路和相量图。 计算变压器负载运行方法有基本公式、等值电路和相量图。
基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式； 基本方程式：是变压器的电磁关系的数学表达式； 等值电路： 等值电路： 相量图： 相量图： 是基本方程式的模拟电路； 是基本方程式的模拟电路； 是基本方程的图示表示； 是基本方程的图示表示；
& & U2 = I2 ZL
3.3.4 向量图
已知变压器的各个参数，可按以下步骤绘出向量图。 已知变压器的各个参数，可按以下步骤绘出向量图。
& φm
& I1
& I0
& jI1 x1σ
& I 1 r1
& − E1
&' − I2
&' & E 2 = E1
' ' jI 2 x 2σ
' I 2 r2'
& U1
& & & U '2 = E '2 − I '2 Z '2
& &' E1 = E2
& + I' = I I 1 &2 &0
& & - E1 = I0 Zm
2、 Γ形等效电路 、 形等效电路
I 1 Z 1 << U 1
I 0 << I 1
3、 简化等效电路 、
' Rk = R1 + R2
X k = X 1σ + X Z k = Rk + jX k
& E2 = k 2 (Z2 + ZL ) & I2
折算规律：当把二次侧各物理量折算到一次侧时，凡是单位为V 折算规律：当把二次侧各物理量折算到一次侧时，凡是单位为V的 乘以k 凡是单位为Ω 乘以k，凡是单位为Ω的乘以
' 2σ ' 2
k
2 ，电流的折算乘以
1 k
X k X2σ X2σ tanϕ = = = = tanϕ2 R R2σ R2σ
cosϕ1
' I2
' U2
cosϕ2
3.4 变压器的等效电路
单相变压器负载运行时的电磁关系用等值电路的形式 表示，作为变压器模拟仿真的电路模型。 表示，作为变压器模拟仿真的电路模型。
1)梯形等效电路 1)梯形等效电路 2）Γ形等效电路 3）简化等效电路
1、梯形等效电路 、
& & & U1 = −E1 I R = ( I2 ) (k R2 ) = I2 R2 k 1 ' ' ' U2 I2cosϕ2 = (kU2 )( I2 )cosϕ2 = U2 I2cosϕ2 k
'2 2 ' 2
折算后电压平衡方程： 折算后电压平衡方程：
& & & U1 = −E1 + I1 Z1
& & & U '2 = E '2 − I '2 Z '2
三者是统一的， 一般定量计算用等效电路， 三者是统一的， 一般定量计算用等效电路，讨 论各物理量之间的相位关系用相量图。 论各物理量之间的相位关系用相量图。
例：一台三相变压器：SN=315000kVA， 一台三相变压器：SN=315000kVA， U1n/U2n=220/11kV，YnD11连接 连接， U1n/U2n=220/11kV，YnD11连接， ' R F=50Hz， =0.038， =８ R =1711， F=50Hz， 1 = R'2 =0.038，X 1σ = X 2σ=８， m =1711， Z Xm =138451，负载三角形接， =11.52＋j8.64。 =138451，负载三角形接， =11.52＋j8.64。当高 压侧接额定负载时， 压侧接额定负载时，求： 1）高压方电流，从高压方看进去的功率因数 高压方电流， 2）低压侧电动势 点压侧电压、电流、负载功率因数、 3）点压侧电压、电流、负载功率因数、输出功率
负载运行时磁动势平衡的几点结论
1）变压器负载运行时，主磁通由一次侧和二次侧 变压器负载运行时，
& & 的磁动势共同建立； & 的磁动势共同建立； F1 + F2 = F0 主磁通的大小与空载运行时近似相等， 2）主磁通的大小与空载运行时近似相等，磁动势
也近似相等； 也近似相等； 3）一次侧电流中增加了一个负载分量，以平衡二 一次侧电流中增加了一个负载分量，