变压器的空载运行

I0
E1
U1
rZ
2
X
2 Z
XZ
二、四个主要的物理量
3. 空载损耗 交变的主磁通在铁心中产生磁滞损耗和涡流损耗，总称铁损耗，简称铁耗。
对于电机在铁心一定的情况下 PFe B2 f 1.5
4. 主磁通
•
•
•
•
U 1 I 0 r1 E1 E1
•
•
•
U 1 E1 j4.44 fN1 m
m
E1 4.44 fN1
U1 4.44 fN1
影响变压器主磁通大小的因素有两种：一种是电源因素(电压U 1和频率f1)， 另一种是结构因素N1
② 同一条支路中，电压u与电流i的正方向一致。 ③ 电流i产生磁势，在变压器铁心中建立磁通Φ，Φ与i的正方向符合右手螺
旋定则。
④ 磁通Φ产生的感应电势，其正方向与产生该磁通的电流i的正方向一致。
二、四个主要的物理量
1. 感应电势
（1）主磁通的感应电势（大小与电源频率f、绕组匝数N及铁心中主磁通
m sin t
2020/10/16
一、变压器空载时的电磁关系
变压器的空载运行：一次绕组接在额定频率
的额定电压的交流电源上，而二次绕组开路。
1.空载运行时各物理量之间的关系
•
•
•
Hale Waihona Puke Baidu
•
U 1 I 0 F 0 N1 I 0
•
E1
•
m
•
E2
•
•
1 E1
•
I0 r1
2.正方向的规定 ① 一次绕组是输入电能的，所以流入绕组的电流方向作为电流的正方向。
二、四个主要的物理量
2. 空载电流
① 空载电流的组成与作用
•
•
•
I 0 I 0Q I 0P
•
I0Q
——用来建立空载的磁场，与主磁通同相位，为一无功电流；
•
I0P
——用来供给铁心损耗，它超前于主磁通900，为一有功电流
② 空载电流的作用、性质和大小
空载电流I0（励磁电流）的作用：主要用于产生主磁通。
第三章 变压器
第二节 单相变压器的空载运行
1
问题讨论
问题：变压器铁心的作用是什么？为什么要用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的 硅钢片叠成？
分析：铁心的作用：1.构成主磁路；2. 绕组的机械支撑 用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成的目的： 1.为了提高铁心的导磁性能； 2.减少磁滞损耗和涡流损耗。
空载电流I0的性质：无功电流
空载电流I0的大小：约为额定电流的（2～10）%,容量越大，I0相对越小。
③ 空载电流的大小主要取决于
励磁电抗的大小
同理
•
•
•
E1 ZZ I 0 (rZ jxZ ) I 0
可以用阻抗参数ZZ来取代主磁通Φm的作用
励磁阻抗 ZZ rZ jX Z
rZ为励磁电阻，表征铁心损耗的一个等效参数； XZ为励磁电抗，表征对应于主磁通的电抗
的最大值 成正比，在相位上滞后主磁通 90 ）
e1
N1
d dt
N1m
cos t
N1m sin(t 90 )
E1m sin(t 90 ) ① 主磁通Φ按正弦规律，感应电势也按正弦规律变化
② 感应电势的大小：
E1
E1m 2
N1m
2
2
fN1m 2
=4.44 fN1m
③ 感应电势的相位：在相位上滞后产生它的主磁通 900
④
感应电势的相量表示：E•1
j
4.44
fN1
•
m
同理：
•
•
E2 j4.44 fN2 m
二、四个主要的物理量
（2）漏磁通感应的电势
•
变压器一次绕组的漏磁通 1也将在一次绕组中感应一个漏磁电势 E1
•
•
E1 j4.44 fN1 1m
因为漏磁路是线性的，漏磁通 1 与电流I0的大小成正比，且相位相同
漏磁电势
•
E
1
与电流I0的大小成正比，相位滞后900
•
•
E1 j I 0 X1
X1 ——一次绕组的漏电抗,是一次绕组的一个参数，它表征了漏磁通的 电磁效应。（等效代替一次绕组漏磁通 1的作用）
X1 = L1 N121
L1 ——一次绕组的漏电感
推广：一变化的磁通交链一绕组，对应磁通的电抗可表示为 X =N 2