磁链和变压器

会计学1磁链和变压器ChongqingUniversity重庆大学1-2

磁路的基本定律有哪几条？当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，磁路计算能否用叠加原理，为什么？磁路的基本定律包括安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁通连续性定律、基尔霍夫第一定律和基尔霍夫第二定律。当铁心磁路上有几个磁动势同时作用时，分为两种情况考虑。当铁心不饱和时，可以采用叠加原理。当铁心饱和时，磁化曲线不再是一条直线，磁导率是变化的，H和B呈非线性关系，故不能采用叠加原理。第1页/共30页ChongqingUniversity重庆大学1-3基本磁化曲线和起始磁化曲线有何区别？计算磁路时用哪一种磁化曲线？答：磁化曲线是磁感应强度Ｂ与磁场强度Ｈ的关系曲线。将一块未被磁化过的铁磁材料进行磁化，当磁场强度Ｈ由零逐渐增大时，磁感应强度Ｂ也随之增大。在测得对应于不同Ｈ值下的磁感应强度Ｂ后，便可逐点绘制出Ｂ＝ｆ（Ｈ）曲线，这条曲线称为该铁磁材料的起始磁化曲线。对于同一铁磁材料，选择不同的磁场强度Ｈｍ，将铁磁材料在－Ｈｍ到Ｈｍ之间进行反复磁化，可得到一系列不同的磁滞回线，将各磁滞回线的顶点连接起来，所得到的曲线称为基本磁化曲线。计算磁路时使用的是基本磁化曲线，因为它更能反映磁路工作时的实际情况。第2页/共30页

涡流损耗：交变的磁场产生交变的电场，在铁心中形成环流（涡流），通过电阻产生的损耗。经验公式

，与材料的铁心损耗系数、频率、磁通及铁心重量有关。答：

磁滞损耗：铁磁材料置于交变磁场中，被反复交变磁化，磁畴间相

互摩擦引起的损耗。经验公式

。与铁磁材料的磁滞损耗系数、磁场交变的频率、铁心的体积及磁化强度有关；

ChongqingUniversity重庆大学1-4铁心中的磁滞损耗和涡流损耗是怎样产生的，它们各与哪些因素有关？第3页/共30页规定的方向为参考正方向得合成磁动势ChongqingUniversity重庆大学1-９

如图所示铁心线圈，线圈A为100匝，通入电流1.5A，线圈B为50匝，通入电流1.0A，铁心截面积均匀，求PQ两点间的磁位降。第4页/共30页ChongqingUniversity重庆大学注意：两点间的磁位降大小根据磁通流动的方向而定，本题中磁通从P流向Q

，所以从P到Q的磁位降为正值。

方法二：本题不考虑饱和问题，可以采用叠加原理进行求解。第5页/共30页ChongqingUniversity重庆大学注意：此处的FPQ2包括了R3上的磁压降以及磁动势F2两部分，所以等式右端为零。当两个电流同时作用时，第6页/共30页答：变压器工作过程中，与原、副边同时交链的磁通叫主磁通，只与原边或副边绕组交链的磁通叫漏磁通。由感应电动势公式可知，空载或负载情况下，主磁通的大小取决于外加电压、频率和绕组匝数。ChongqingUniversity重庆大学2-1什么叫变压器的主磁通，什么叫漏磁通？空载和负载时，主磁通的大小取决于哪些因素？第7页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2-2一台60Hz的变压器接到50Hz的电源上运行时，若额定电压不变，问激磁电流、铁耗、漏抗会怎样变化？分析思路：列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的式子，分析当频率变化时，各个式子中相应量的变化，从而得出所求量的变化趋势。

首先分析激磁电流额定电压U不变感应电动势E不变由磁化曲线可知第8页/共30页ChongqingUniversity重庆大学对于铁耗对于漏抗第9页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2-3一台110V/220V的变压器，若误接到110V的直流电源，将产生什么后果？答：变压器的绕组电阻一般很小，若误接到直流电源，变压器初级相当于短路，可能会烧毁变压器和直流电源，次级无电压。第10页/共30页

答：因为变压器原、副边只有磁的联系，没有电的联系，两边电压、电流不匹配，必须通过归算，才能得到两边直接连接的等效电路；

ChongqingUniversity重庆大学2-6在导出变压器的等效电路时，为什么要进行归算？归算是在什么条件下进行的？归算原则：1保持归算前后二次绕组的磁动势大小及空间分布不变，使得一次绕组的各种物理量在归算前后保持不变。2归算前后二次绕组的各种功率和损耗保持不变。第11页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2-7利用T型等效电路进行实际问题计算时，算出的一次和二次侧电压、电流和损耗、功率是否均为实际值，为什么？当归算到一次侧时，算出的一次侧电压、电流为实

际值，二次侧电压、电流为归算值，其实际值应为

当归算到二次侧时，算出的二次侧电压、电流为实际值，一次侧电压、电流为归算值，其实际值应为

第12页/共30页ChongqingUniversity重庆大学无论归算到哪一侧，算出的损耗和功率都为实际值。以归算到一次侧为例，因为一次侧均为实际值，所以功率和损耗为实际值，对二次侧而言，第13页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2.10三相变压器的标准联结组有几种？常用的有哪几种？为什么三相变压器不宜采用Yy联结？我国规定：

Yyn0

Yd11

YNd11

YNy0

Yy0为标准联结组，其中前三种最为常用。Y,y联结组：一、二次侧均无中线，3次谐波电流没有通路，励磁电流是正弦波，产生的磁通为平顶波，平顶波磁通中含有较大的3次谐波分量，如不能有效抑制，导致感应电势为尖顶波。

对于三相变压器组：各相磁路独立，3次谐波磁通畅通无阻，也就是说，磁路结构对磁通中的3次谐波没有抑制，所以这种形式的变压器磁通为平顶波，相电势为尖顶波。相电势的幅值比基波幅值大(45~60）%，将危及变压器的绝缘，故电力系统中不宜采用这种Y,y变压器组。第14页/共30页基值一般取额定值，标幺值就是实际值与基值的比值。优点：（1）计算方便，便于性能比较。不论变压器大小、形状，其两个主要性能指标的大小一般为I0*=0.02~0.09，Uk*=0.04~0.16.（2）使用标幺值后，归算前后各量标幺值相同，无需折算，即：R2*=R2'*，I2*=I2'*，U2*=U2'*（3）三相系统的线、相标幺值相等（4）直观明了，直接反映变压器运行状态，例如I1*=1.5

说明过载了。ChongqingUniversity重庆大学答：第15页/共30页副边联结：2-17有一台三相变压器，额定容量，额定电压，Y,d联结，试求：（1）一次、二次侧的额定电流；（2）一次、二次侧的额定相电压和相电流。ChongqingUniversity重庆大学（2）原边Y联结：（1）第16页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2-19第17页/共30页ChongqingUniversity重庆大学（2）用T型等效电路计算I’2·I1·U’2·U1··E1=E’2·Im·第18页/共30页ChongqingUniversity重庆大学第19页/共30页ChongqingUniversity重庆大学用简化等效电路计算U’2·U1·I1·I’2·第20页/共30页ChongqingUniversity重庆大学计算结果比较53.43∠143.2°A21271.9∠-177.2°V简化等效电路54.58∠142.1°A21274.3∠-177.3°VT型等效电路经过比较可见两者差别很小。第21页/共30页ChongqingUniversity重庆大学ABCXYZABCXYZABCXYZUAB·UAB·UAB·UBUAUCUBUCUAUBUCUA第22页/共30页ChongqingUniversity重庆大学UA·ABUB·UAB·UBC·UCA·Y,d7CUC·2-20判断联结组的组别(1)第23页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2-20判断联结组的组别(2)UA·ABUB·UAB·UBC·UCA·Y,d7CUC·第24页/共30页ChongqingUniversity重庆大学由联结组的组别画接线图（反出题）Y,d7UA·AUCA·CUC·BUB·UAB·UBC·第25页/共30页ChongqingUniversity重庆大学2-21变压器在额定电压下进行开路试验和额定电流下进行短路试验

时，电压加在高压侧所测得的P0和Pk与电压加在低压侧所测得

的结果是否一样？

电压加在高压侧所测得的P0和Pk与电压加在低压侧所测得的结果是一样的。因为绕组归算的前提条件就是原副边绕组的功率和磁动势不变。故无论将一次侧归算到二次侧还是二次侧归算到一次侧，测量同一个功率是不会改变的。在做空载试验时，为了便于试验和安全起见，通常在低压侧试验，测得低压侧的电流值I0和功率P0，进而计算激磁支路参数Rm，Zm，Xm。在做短路试验时，为了避免短路电流过大而造成线圈的损坏，通常是高压侧接电源，低