电机拖动c3s2

1、3-2 变压器的空载运行变压器的空载运行 空载运行 ：原边AX接电源，副边ax开路。 1 u 0 i 2 e 1 e 1 N 2 N 一、变压器空载运行时的物理情况一、变压器空载运行时的物理情况 A X a x 1 3-2 变压器的空载运行变压器的空载运行 正方向的规定：正方向的规定： 从理论上讲，正方向可以任意选择，因各物理量的从理论上讲，正方向可以任意选择，因各物理量的 变化规律是一定的，并不依正方向的选择不同而改变。但变化规律是一定的，并不依正方向的选择不同而改变。但 正方向规定不同，列出的电磁方程式和绘制的相量图也不正方向规定不同，列出的电磁方程式和绘制的相量图也不 同。同。在电机方向

2、的学科中通常按习惯方式规定正方向，称在电机方向的学科中通常按习惯方式规定正方向，称 为惯例为惯例。具体原则如下：具体原则如下： 1）电流的正方向与电动势的正方向一致电流的正方向与电动势的正方向一致. . 2 2）磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定）磁通的正方向与产生它的电流的正方向符合右手螺旋定 则则. . 3 3）感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手）感应电动势的正方向与产生它的磁通的正方向符合右手 螺旋定则螺旋定则. . 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 dt d Ne 11 dt d Ne 22 dt d Ne 1 11 3-2 变压器的空载运行

3、变压器的空载运行 1 1）由于铁磁材料有饱和现象，所以主磁路的磁）由于铁磁材料有饱和现象，所以主磁路的磁 阻不是常数，阻不是常数，主磁通与建立它的电流之间呈非线主磁通与建立它的电流之间呈非线 性关系。性关系。而漏磁通的磁路大部分是非铁磁材料组而漏磁通的磁路大部分是非铁磁材料组 成，所以漏磁路的磁阻基本上是常数，成，所以漏磁路的磁阻基本上是常数，漏磁通与漏磁通与 产生它的电流呈线性关系产生它的电流呈线性关系 2 2）主磁通在原、副绕组中均感应电动势，当副）主磁通在原、副绕组中均感应电动势，当副 方接上负载时便有电功率向负载输出，故主磁通方接上负载时便有电功率向负载输出，故主磁通 起传递能量的作用

4、。而漏磁通仅在原绕组中感应起传递能量的作用。而漏磁通仅在原绕组中感应 电动势，不能传递能量，仅起压降作用。因此，电动势，不能传递能量，仅起压降作用。因此， 在分析变压器和交流电机时常将主磁通和漏磁通在分析变压器和交流电机时常将主磁通和漏磁通 分开处理。分开处理。 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 二、空载电流二、空载电流 1、忽略空载损耗时的空载电流、忽略空载损耗时的空载电流 在忽略空载损耗时，空载电流的作用就是建立空载磁 场。此时原边绕组中流通的空载电流是无功分量，即i0=im。 当对变压器施加正弦电压时，其感应电势也为正弦波， 主磁通也应是正弦波。 铁心未饱和 铁心饱和 3

5、-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 由于磁化曲线的饱和特性，导致励磁电流im畸变为尖 顶波。采用谐波分析方法，可将im分解成基波和一系列高 次谐波。由于励磁电流关于横轴对称，故只存在奇次谐波。 在工程上，通常用一个等效的正弦波代替尖顶波，该等效 正弦波与基波具有相同的频率和相位，其幅值为 2、考虑空载损耗时的空载电流、考虑空载损耗时的空载电流 实际上，空载电流在建立空载磁场的同时，在铁芯上 222 135mmmm IIII 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 会有铁耗的产生，即磁滞损耗和涡流损耗。因此实际空载 电流中还有一个提供有功分量的电流iFe。即： i0=im+

6、 iFe 工程上为了便于测量和计算，多用正弦相量来近似空 载电流。因此： 0mFe III 其中， im 与主磁通同相位，而iFe与外加电源电压u同相 位，即超前im 90（ 滞后u 90）。 一般，在电力变压器中，I0=（0.020.10)I1N。容量越 大， I0相对越小。而IFe I0 1。因此，可以近似认为： I0 Im 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 三、感应电动势三、感应电动势 假定主磁通按正弦规律变化，即假定主磁通按正弦规律变化，即 =m msintsint 根据电磁感应定律和对正方向规定，一、根据电磁感应定律和对正方向规定，一、 二次绕组中感应电动势的瞬时值为

7、二次绕组中感应电动势的瞬时值为 ： )90sin(2cos 0 1111 tEtN dt d Ne m )90sin(2cos 0 2222 tEtN dt d Ne m 0 1 11111 cos2sin(90 ) d eNNtEt dt 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 m m fN N E 1 1 1 44. 4 2 11 111 4.44 2 N EfN 从上面的表达式中我们可以看出，从上面的表达式中我们可以看出， 电电 动势总是滞后于产生他的磁通动势总是滞后于产生他的磁通90。 。 m NfjE 11 44. 4 m NfjE 22 44. 4 m m fN N E

8、2 2 2 44. 4 2 111 4.44Ejf N 1主要通过非磁性磁路形成闭合回路，其磁导 率0为常数，故其磁路线性，L1及X1均为常数。 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 其中L1为原绕组的漏电感。 漏磁通电动势： 式中X1=L1为原绕组的漏电抗。 0111 iLN 磁链 dt di L dt d Ne 0 1 1 11 00 0 1101 2sin 2cos2sin(90 ) iIt eL ItEt 设则 10101 XI jLI jE 相量形式 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 四、空载运行时的电动势平衡方程式四、空载运行时的电动势平衡方程式 101

9、11 : Rieeu 式原边的电动势平衡方程 )( 111101 1010110111 jXRZZIE RIXI jERIEEU 原绕组的漏电抗 相量形式 0 111 4.44 m I UEjf N 空载电流 很小 2222 : EUeu 或相量形式 式副边的电动势平衡方程 五、空载运行时的等效电路五、空载运行时的等效电路 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 )( 11011011 jXRIEZIEU mmm ZIjXRIE 001 )( 主磁通感应电动势 其中，激磁电阻表示铁耗的大小，即Rm=pFe/I02； 激磁电抗Xm表示主磁路的导磁性能，即Xm /I0。 主磁通的磁路是非

10、线性的，Xm不是常数，而是随 铁心饱和程度的增加而减小。 )()( 0110 1001 mm m jXRIjXRI ZIZIU 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 )()( 01101mm jXRIjXRIU 1 U 0 I 1 R 1 X m R m X 1 E 变压器空载运行时的等效电路 六、空载运行时的相量图六、空载运行时的相量图 3-2 单相变压器的空载运行单相变压器的空载运行 根据前面分析，可以绘出空载运行时的相量图 ，步骤如下： （1）在横轴正向画m作为参考相量 （2）根据E1=-j4.44fN1m和E2=-j4.44fN2m画落后于m的E1 和E2。 （3）根据 画出I0，其