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第 2 章变压器
变压器的工作原理
变压器的基本结构
变压器的运行分析
变压器的参数测定
变压器的运行特性
三相变压器的联结组
三相变压器的并联运行
自耦变压器
三绕组变压器
仪用互感器
变压器的工作原理
一、单相变压器
+
u2
-
+
u1
-
i1
i2
Φ
1
2
一次绕组
二次绕组
施加:u1→i1 →N1 i1
1
Φ
→e1
e1
e2
u2→i2
→N2 i2
→2
→e 2
→L1
→L2
ZL
e2
e2
e1
e1
1. 电压变换
一次侧电路
U1 = -E1 + (R1 + jX1) I1
= -E1 + Z1I1
※ R1 :一次绕组电阻。
X1 :一次绕组漏电抗。
Z1 :一次绕组漏阻抗。
忽略 Z1 ,则
U1≈-E1
图形符号表示的电路图
ZL
-
e1
+
+
e2
-
i1
+
u1
-
i2
+
u2
-
E1 =- N1f Φm
二次侧电路
E2 =- N2f Φm
= E2-Z2I2
U2 = E2-(R2 + jX2) I2
U2 = ZLI2
U2≈E2
※R2、X2、Z2 :二次绕组的电阻、漏电抗、漏阻抗。
忽略 Z2 ,则
一、二次绕组的电动势之比称为电压比
≈
U1
U2
k =
E1
E2
=
N1
N2
忽略 Z1 和 Z2
2. 电流变换
i2 的大小由什么决定? i1 的大小由什么决定?
I2 由|ZL | 决定; I1 取决于 I2 。
I1 随 I2 变化的原因:
①能量守恒。
②从电磁关系分析:
U1N
N1f
Φm≈
= 常数
N1i1
↓
↑
N2i2
N1i0 →Φ
磁通势平衡方程:
F1m+ F2m= F0m
当:I2 = I2N ,I1 = I1N(满载)
在满载或接近满载时, I0 可忽略不计。
N1I1 + N2I2 = N1I0
N1I1m + N2I2m = N1I0m
两边除以得
即
I1 =-
N2
N1
I2
N1I1 + N2I2 = 0
I1
I2
N2
N1
=
1
k
=
大小关系:
相位关系:
I1与 I2 相位相反。
I2 具有去磁性质:
I2 削弱Φm
→Φm 不变
→ I1 增加
→以维持Φm 不变。
因此 I2↑→I1↑。
——电流变换。
e2
e2
e1
e1
+
u1
-
i1
ZL
i2
Φ
1
2
+
u2
-
3. 阻抗变换
|ZL|
N1 N2
I1
+
U1
-
I2
+

U2
-
忽略 Z1、Z2 、 I0 ,则
=
U1
U2
I2
I1
= = k
N1
N2
| Ze | =
U1
I1
=
kU2
I2/ k
U2
I2
= k2
| Ze | = k2 | ZL |
变压器的阻抗变换
I1
k2|ZL|
+
U1
-
等
效
【例 】某半导体收音机的输出需接一只电阻为 800 的扬声器(喇叭),而目前市场上供应的扬声器电阻只有 8 。问利用电压比为多少的变压器才能实现这一阻抗匹配?
解:
ReRL
k =
800
8
= = 10
二、三相变压器
1. 三相变压器的种类
三相组式变压器、三相心式变压器。
(1)三相组式变压器
特点:三相之间只有电的联系,没有磁的联系。
U1
U2
u1
u2
V1
V2
v1
v2
W1
W2
w1
w2