第2次课-单相变压器的运行原理（课件）-《电机与电气控制技术》同步教学（高等教育出版社）

电机与电气控制技术 第2次课：单相变压器的运行原理 目 录 CONTENTS 01 基本工作原理 02 变压器空载运行 03 变压器的负载特性 04 变压器的阻抗变换 2 铁心 绕组(线圈) 磁路/绕组的支撑骨架 电路 由硅钢片叠压 而成 由铜或铝导线绕成 变压器一次侧绕组 （原线圈） 变压器二次侧绕组 （副线圈） 变压器图形符号 变压器是一种能变换电压、变换电流、变换阻抗的“静止”电气设备。变压器在传递电能的过程中频率不变。 Tr 1.1基本原理 提问：你还记得变压器的结构原理吗？ 1.2变压器空载运行 空载运行时各物理量正方向的规定 二次绕组开路 按照“电工惯例” 规定参考方向： （1）电压的参考方向：在同一支路 中，电压的参考方向与电流的参考 方向一致。 （2）磁通的参考方向：磁通的参 考方向与电流的参考方向之间符合 右手螺旋定则。 （3）感应电动势的参考方向：由交 变磁通Ф产生的感应电动势e，其参考 方向与产生该磁通的电流参考方向一 致（即感应电动势e与产生它的磁通 Ф之间符合右手螺旋定则）。 参考方向的规定 按此参考方向列出的电磁感应定律方程： 1.2变压器空载运行 （2）感应电动势和变比 设Φ＝Φmsinωt e滞后于Φ900 结论： 1.2变压器空载运行 有效值 ： E1=4.44fN1Фm E2=4.44fN2Фm 略去一次绕组中的阻抗不计 U1≈E1＝4.44fN1Фm U2＝E2=4.44fN2Фm 变压比，简称变比 U1恒定时，变压器 铁心中的磁通Фm 基本上保持不变 1.2变压器空载运行 （3）变压器的空载电流和空载损耗 空载电流 （2～10）％IN 无功分量Iq，用来建立磁场，起励磁作用 有功分量Id，用来供给变压器铁心损耗 <10％I0 1.2变压器空载运行 （3）变压器的空载电流和空载损耗 空载损耗绝大部分是铁心损耗P0，即磁滞损耗与涡流损耗，只有极少部分是一次绕组电阻上的铜损耗I02R 。 可认为变压器的空载损耗就是变压器的 铁心损耗 1.2变压器空载运行 例1—1：如图所示，低压照明变压器一次绕组匝数N1＝660匝，一次绕组电压Ul＝220V，现要求二次绕组输出电压U2＝36V，求二次绕组匝数N2及变比Ku 解： 降压变压器： Ku>1 升压变压器: Ku<1 1.2变压器空载运行 单相变压器负载运行 二次绕组中有电流 一次绕组中电流变为i1 1.3变压器负载运行 变压器负载运行时的磁通势平衡方程式: 因为电源电压不变，故负载时的磁势和空载时相同： N1I1 ≈ N2I2 忽略I0: 变压器的变流比 变压器的高压绕组匝数多，而通过的电流小，因此绕组所用的导线细；反之低压绕组匝数少，通过的电流大，所用的导线较粗。 结论： 1.3变压器负载运行 相当于直接接在一次绕组上的等效阻抗 1.4变压器的阻抗变换 输出变压器、线间变压器 阻抗匹配作用： 如使音响设备输出的阻抗与扬声器的阻抗尽量相等，以获得最大的输出功率。 1.4变压器的阻抗变换 例1—2：某晶体管收音机输出电路的输出阻抗为Z/=392Ω，接入的扬声器阻抗为Z=8Ω，现加接一个输出变压器使两者实现阻抗匹配，求该变压器的变比K；若该变压器一次绕组匝数N1=560匝，问二次绕组匝数N2为多少? 解： 1.4变压器的阻抗变换 谢谢！ $$