2022-2023学年高二物理竞赛课件：三相变压器的电路系统和磁路系统对电动势波形影响

三相变压器的电路系统和磁路系统对电动势波形影响 不考虑铁耗时励磁电流波形确定 三相变压器的电路系统和磁路系统对电动势波形影响 变压器的稳态运行 一、变压器的电压调整率 变压器外特性:一次侧外施电压等于额定电压，负载功率因数不变时，二次侧端电压随二次侧负载电流变化的关系曲线。 变压器纯电阻或纯电感负载时外特性下降；容性负载时可能上翘。纯电阻负载时，端电压变化较小，容性或感性成分增加，端电压的变化可能会增大。 表征变压器运行特性的主要指标：二次侧端电压的变化和效率。 变压器二次侧的端电压随负载变化的程度用电压调整率Δu来表示。 电压调整率Δu规定为：一次侧加额定负载电压、负载功率因数为一定值，空载与负载时二次侧端电压之差，用二次侧额定电压的百分值表示，即 电压变化率是表征变压器运行性能的重要指标之一,它大小反映了供电电压的稳定性。 式中 为负载系数 可见，电压变化率的大小与负载大小、性质及变压器的本身参数有关。 当I2=I2N, β=1时 讨论： 对于纯阻性负载， ， ，故 较小； 对于感性负载， ， ，故 ，即随着负载 电流的增加，二次侧的电压下降较大； 对于容性负载， ， ，若 ， 则 ，说明随着负载电流 的增加，二次侧的电压有可 能升高。 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 二、变压器的效率 变压器的损耗主要是铁耗和铜耗两种。 铁耗包括基本铁耗和附加铁耗。基本铁耗为磁滞损耗和涡流损耗。附加损耗包括由铁心叠片间绝缘损伤引起的局部涡流损耗、主磁通在结构部件中引起的涡流损耗等。铁耗与外加电压大小有关，而与负载大小基本无关，故也称为不变损耗。 铜耗也分基本铜耗和附加铜耗。基本铜耗是在电流在一、二次绕组直流电阻上的损耗；附加损耗包括因集肤效应引起的损耗以及漏磁场在结构部件中引起的涡流损耗等。铜耗大小与负载电流平方成正比，故也称为可变损耗。 变压器的效率也是指其输出的有功功率与输入的有功功率之比，用百分值表示。 通常变压器的空载损耗是指铁耗，负载损耗是指铜耗。 式中 采用上式计算效率时，采取下列假设： （1）铁耗 又称为不变损耗，它不随负载的改变而改变。于 是有： （2）铜耗 又称为可变损耗，额定电流时的负载损耗 作为额定电流时的铜耗 ，并认为铜耗与负载系数的平方成正比，一般负载下，变压器的铜耗为： 综上述假设，可得变压器的效率计算公式为： 对上式求导，且令 ，可得： 或 （3）变压器的输出有功功率 忽略二次电压的变化，即认为 ,可按下式计算： 编辑母版文本样式 第二级 第三级 第四级 第五级 效率特性定义为： 在额定电压和一定负载功率因数条件下， （或 )的关系曲线.不变损耗最高等于可变损 耗时效率最高 变压器的效率曲线 $