变压器、电动机

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▪ f2=p(n1-n)/ 60 =(n1-n)/ n1×pn1/ 60 =s f1 。 S= (n1-n)/ n1 称为转差率
▪ (2)。运动电势
▪ 磁场是恒定的,线圈和磁场之间有相对运动而引起 和线圈交链的磁通随时间变化而产生的感应电势。 e=-wdφ/dt=--dψ/dt=Bldx/dt=Blv v=dx/dt 导体运 动的线速度。
▪ 磁力线、导体(电势)和运动方向三者互相垂直, 符合右手发电机定则。
▪ (3)。自感电势
▪ 对于变比不为一的变压器,为了得到能反映出 变压器原、副方有电磁关联的等效电路,可以 考虑将变奢器的副线圈变换为匝数和原线圈匝 数相等的变压器,采用的方法是在上述方程式 的基础上对变压器原、副方的参数进行拆算。
▪ 只 分要布在规变律换和后原, 耒副 的线 磁圈 势的w2磁I2势完w全1一I2*样及,其则空变间 压器的主磁通及原、副线圈中的漏磁通的数量 和空间分布规律将和变换前完全一样,因此不 改变变压器中的电磁本质。
▪ 根据全电流定律,当线圈中有随时间变化的电 流i流过时,就会产生与线圈自已交链的也随时 间变化的磁通ΦL。根据电磁感应定律,变化的 磁通将在线圈内感应电势。这种由电流本身变 化而在线圈内感应的电势eL称为自感电势。 eL =- wd ΦL /dt。
▪ (4)。互感电势
▪ 如图所示,两线圈并排放置,当线圈1内有电 流i流过时,它产生的磁通有一部分Φ21交链线 圈2。当i1随时间变化时, Φ21也随时间变化, 线圈2内就会感应电势eM2。称为互感电势eM eM2=- w2d Φ21 /dt=-dψ21 /dt
▪ 二、变压器分类:
▪ 1、电力变压器。2、特殊用途变压器(整流变 压器、电焊变压器、电炉变压器、矿用变压器、 电力机车用变压器、船用变压器等)
▪ 3、仪用互感器(电压互感器、电浪互感器)
▪ 4、试验变压器。5、控制变压器。
▪ 三、变压器基本工作原理
▪ 变压器基本工作原理是电磁感应原理,一、二 次绕组相互绝缘,无电的联系,但同绕在一个 铁心上。变压器空载时,一次绕组通过空载电 流I0,在铁心中激起交变主磁通Φ,在一、二次 绕组中产生感应电动势E1、 E2 。
▪ 异步电动机
▪ 一、工作原理:
▪ 对称三相定子绕组中通入对称三相正弦交流电 流,产生旋转磁场,旋转磁场切割转子导体, 在转子中产生感应电动势并形志感应电流,感 应电流受到旋转磁场的作用,形成电磁转矩转 子便顺着旋转磁场的方向转动。
▪ 异步电动机的旋转方向,也就是定子旋转磁场 的旋转方向,而旋转磁场的方向是由定子三相 电源的相序决定的。因此改变定子三相电源的 相序,就可以改变电机的旋转方向。
▪ 在电路平衡方程中,漏磁通感应的电势可看作电流流 过漏电抗时引起的压降。而主磁通感应的电势也类似 的引入一个参数来表示,但主磁通在铁心中将引起铁 耗,因此不能简单的引入一个电抗,而应引入阻抗Z, 从而把电和磁联糸起耒,
▪ 五、变压器负载运行
▪ 变压器空载时,由I0产生磁势F0= w1 I0 , F0建立主 磁电通网φ电,压主u1磁与通反φ电在动原势、-付e1线及圈阻中抗感压应降电相势平e衡1和。e2,
▪ 八、问题讨论
▪ 为什么容量较大、电压较高的电力变压器不宜 采用Y/Y连接?
▪ 答:在变压器中,由于硅钢片的非线性,在一 定的电压下,磁化电流的大小和波形取决于铁 心的饱和程度,即取决于铁心磁通密度Bm的大 小。
▪ 对一般的硅钢片,当Bm <0。8wb/m2时,磁路 是不饱和的,此时iO和φm成线性关糸,当磁通 按正弦规律变化时,激磁电流也按正弦规律变 化。但当Bm >0。8wb/m2时,磁路开始饱和, iO和φ的关糸变为非线性, iO增加比φ增加的快。
e1σ=- w1dφ1σ/dt=-L1σdi0/dt ▪ 空载时原方电压方程为: e1+ e1σ = i0r1-u1
u1 =-( e1+ e1σ )+ i0r1。 ▪ 当写成复数形式时:
U1 (E1 E1 ) I0r1
E1 jI0L1 jI0 x1
▪ 一次电压方程:
▪ U1 E1 I0r1 jI0 x1 E1 I0 Z1
应的电势减去副线圈的漏阻抗压降:

U
! 2
E
! 2
I2!
Z
! 2
k(E 2 I2 Z 2 ) kU 2
▪ 变压器负载运行时拆算后的方程组为:
U1 E1 I1Z1 U 2 E 2 I2 Z 2
E1 E 2 E1 Im Z m U 2 I2 Z L
Im I1 I2
▪ ‘T’形等效电路 ▪
▪ 以Y表示星形连接,D表示三角形连接,变压侧 用大写字母表示,低压侧用小写字母表示。
▪ 组别
▪ 组别
▪ 组别
▪ Yd(应为Yd-5)
▪ 1。三角形联结 顺相序:先行相的尾接后续相的头,即X-B
UAB = UAX 逆相序:先行相的头接后续相的尾,即A-Y
UAB = - UBY ▪ 首端为同名端:首端A、a同时为高电位 ▪ 首端为异名端:首端A为高电位时,a为低电位 ▪ 2。星形联结 ▪ 尾端短接,首端接外电路
▪ 付方接上负载,付线圈中有电流I2流过,并产生磁 势。由来于原方磁势和付方磁势同时作用在同一磁 路上,付方磁势的出现将使主磁通趋于改变,随之 电状势态E。1在、一E2定也的跟电着网发电生压变下化,从电而势打E破1的了改原变耒使的原平线衡 圈中的电流I发生变化,即从空载时的I0变为负载时 的I1。此时原、付方电流I1和I2所产生的磁势之和构 成铁心中的合成磁势Fm,并由Fm建立负载时的主磁 通φ,并由φm在原、付线圈中感应电动势E1、E2。 当电势E1、E2恰好能在原、付方产生前述的I1和I2时, 变压器的电、磁关联量就重新达到新的平衡状态。
▪ ⑷由电流、的正方向按电流和电势正方向一 致的原则,确定感应电势、的正方向。
▪ ⑸副线圈是‘电源’,阻抗Z是‘负载’, 电流的正方向由x点经负载到a点。
▪ ⑹副方电压的正方向由x点指向a点。
▪ 磁势平衡方程式:
F1w1 F2w2 Fmw1
I1L w1 I2 w2 0
▪ 电势平衡方程式
U 1 E1 I1r1 jI1 x1 E1 I1Z1
▪ 1、基本方程式
▪ ⑴原线圈中电流的正方向:由A点经原线圈 至X点。原线圈是‘负载’,电压的正方向 与电流的正方向一至,即由A 点指向X目点。
▪ ⑵由电流的正方向按右手螺旋定则确定主磁 通的正方向为顺时针方向。
▪ ⑶由主磁通的正方向按右手螺旋定则确定副 线圈中电流的正方向,即由a点经副线圈到x 点。
▪ 在电力变压器中,铁心是饱和的。当外施电压u1是正 弦电压时,和它相平衡的感应电势e1以及感应出该电 势的主磁通φ也都应是正弦波。此时由于铁心饱和的 原因,会使磁化电流的波形畸变为尖顶波。饱和程度 越高,磁化电流波形畸变的越严重。
▪ 当磁通为正弦波时,磁化电流imF=f(ωt)不是正弦波。 除基波外,还有三次谐波,在变压器中,为了建立正 弦波的主磁通,空载电流中必须包含三次谐波。由于 三次谐波的频率为基波的三倍,因此三相空载电流中 的三次谐波是同相位同大小的。若变压器采用Y/Y形 连接,并且无中线,三次谐波电流不能流通,空载电 流就接近正弦形,其产生的主磁通波形为一平顶波, 这一磁通感应的电势波形中,会有很强的三次谐波分 量。
▪ 2、空载时的等效电路
▪ 变压器空载运行时,从电的角度看,外施电压与反 电动势和漏阻抗压降相平衡,即
U1 E1 I0 Z1 I0 Z m I0 Z1 I0 (Z1 Z m )
▪ 从电磁感应关糸耒看,空载电流建立主磁通,交变的 主磁通在原线圈内感应电势。也就是说,在变压器中, 既有电路问题,也有磁路问题,只有电和磁之间的关 联问题。如何设法将变压器中的电、磁关联问题转换 为用纯电路的形式表示,这就是等效电路要解决的问 题。
▪ 磁势不变 Z
! 2
r2!
jx
! 2
k2Z2
▪ 主磁场和漏磁场都没有改变
E
! 2
kE 2
E1
E
!
2
kE 2
▪ 阻抗的拆算
x2!
E 2!
jI
! 2
k 2 (_ E2
jI2 ) k 2 x2
I2! I2 w2 w1 I2 k
Z
! L
k 2Z2
▪ 拆算后副方线圈的端电压仍应为副方主磁通感
组,定、转子电流的频率f1、f2相同,极对数 也 转相磁同场,的因转此速定n2相子同旋。转定磁子场磁的势转和速转n1与子转磁子势旋相 对静止 。
▪ 2、当转子以转速n沿气隙磁场方向旋转时, 定子绕组的旋转磁场的转速是n1=60f1/p ,旋 转的方向为三相电流相序A→B→C。转子旋转 时,旋转磁场Bm以转速差n1-n切割转子绕组, 转子绕组感应电势的频率为:
U 2 E 2 I2r2 jI2 x2 E 2 I2 Z 2 I2 Z L
▪ 等效电路
U1 E1 I1Z1
U 2 E 2 I2 Z 2
U 2 I2 Z L k w1 w2
E1 kE 2 E1 Im Z m
Im I1 I2 k
▪ 2、变压器负载运行时的等效电路
▪ 如果变压器的变比为1,则原、副方的电势完 全相等,并且原方、副方及其所带负载就可用 一个电压方程式描述
▪ 六、变压器极性 ▪ 1、减极性
▪ 2、加极性
▪ 3、变压器极性鉴别试验 ▪ V2=V3+V1 加极性 ▪ V2=V3-V1 减极性
▪ 七、三相变压器的联接组别
▪ 为了形象地表示原、副方电势的矢量关系,采 用所谓时钟表示法。就是把高压侧线电压矢量 看成时钟的长针,把低压侧线电压矢量看成时 钟的短针,长针始终指向12,而短针指在哪个 数字,就把这个数字作为该联接组的组号。
▪ 1、关联参考方向,即指定流过元件的电流的 参考方向是从电压标以正极性的一端,指向负 极性的一端,从而使二者的参考方向一致。
▪ ①电压的参考方向:在负载电路里,电压(电 压降)的正方向和电流的方向一致,对阻性电 路,正电压产生正电流,
▪ ②磁通的参考方向:当磁通和电流交链时,磁 通的正方向和电流的正方向符合右手螺旋关糸, 即正电浪产生正磁通。
▪ 由于强大的电力网使变压器一次电压U1基本不 变,铁心中的主磁通幅值Φm就基本不变,当变 压器二次电流增大时,二次电流也必然增大, 以维持主磁通幅值基本不变。
▪ 变压器的变比K
▪ Ku = E1 / E2 = N1 / N2 ≈ U1 / U2 = I2 / I1 =1 / Ki
▪ 四、变压器空载运行
▪ ③感应电势的参考方向:在电磁感应中,磁通 的正方向和由经感应的电势的正方向符合右螺 旋关糸,此时电磁感应定律的表达式是:
e1=- w1dφ/dt
▪ 主磁通在原线圈中感应的自感电势瞬时值:
e1=- w1dφ/dt ▪ 主磁通在付线圈中感应的互感电势瞬时值:
e2=- w2dφ/dt ▪ 漏磁通在原线圈中感应的漏感电势瞬时值:
▪ 异步电机的气隙
▪ 异步电机的定、转子之间必须有一气隙,一般 为
0。2~1。5mm,气隙的大小对电机的性能有 很大的影响。
▪ 由于空气隙的磁阻比铁磁物质的磁阻大得多, 因此气隙的磁势一般占励磁总磁势的65%以 上。
▪ 二、异步电机定子磁势和转子磁势相对静止
▪ 旋转磁场的转速n1=60f1/p ▪ 1、转子静止时定、转子绕组相当于变压器绕
矿井Leabharlann Baidu修电工
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▪ 变压器、电动机
▪ 一。准备知识
▪ 当磁通随时间按正弦规律变化时,线圈内的感应电 势也随时间按正弦规律变化,但电势在相位上滞后 磁通90°。感应电势的有效值为:E=4。44wfΦm。
▪ (1)。变压器电势
▪ 线圈和磁场是相对静止的,感应电势纯粹是由和线 圈交链的磁通本身随时间变化而产生的。
▪ 在忽略原线圈中的阻抗压降时,
▪ E1≈U1=常数, ▪ 则产生的主磁通φm应保持不变。为了保持主
磁通φm不变,变压器由空载转为负载运行时, 原方电流I1将由I0增加一个分量I1L以平衡付方 流I2的作用,即原方电流增量I1L产生的磁势恰 好与副方电流I2产生的磁势相抵消。 ▪ 变压器负载运行时,通过电磁感应关糸,原、 副方电流紧密相关,副方电流的增加或减小, 必然同时引起原方电流的增加或减小,原方从 电网吸收的功率也必然同时增加或减小。
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