《电机与拖动技术》课件第 1 章 变压器

第一章变压器1.1磁路的基本概念1.2变压器1.1磁路的基本概念

1.1.1磁路的基本物理量1.磁通Φ表示垂直穿过某一截面积S

的磁感线总数，单位韦伯（Wb）。

2.磁感应强度（磁通密度）B表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，矢量。规定其值B等于垂直于矢量B的单位面积的磁力线数。计算公式为

在充满均匀磁介质的情况下，当描述的磁场包括介质因磁化而产生的磁场在内时，用磁感应强度Ｂ表示，其单位为特斯拉（Ｔ），它是一个基本物理量；单独由电流或者运动电荷所引起的磁场（不包括介质磁化而产生的磁场）时，用磁场强度Ｈ表示，其单位为Ａ／ｍ，是一个辅助物理量。1.1.2铁磁材料的磁性能1.高导磁性和磁化性

2.磁饱和性（见下图）当外磁场逐渐增大时，铁磁材料中的小磁畴将随之逐渐转向，起初外磁场的增加，磁感应强度B成正比增大（Oa

段）；接着磁感应强度B几乎呈直线上升（ab段），这之后，由于铁磁材料内部的磁畴几乎全部转向完毕，所以再增加外磁场，磁感应强度B几乎不能再增加，此时称为磁饱和（cs段）。3.磁滞性和剩磁性图1.1铁磁材料的磁化曲线

图1.2

磁路中的各参数

图1.3交流铁芯线圈示意图

1.2变压器1.2.1

变压器的用途与结构用途：输电：升电压，减少功率损耗；用电：安全，满足设备电压需求；电子线路：耦合电路，传递信号，实现阻抗匹配。基本结构：图1.4变压器的两种类型图1.5变压器的两种类型1.2.2变压器的工作原理1.变压器的空载运行与变换电压图1.6变压器空载运行工作原理图

左图的电磁关系可表示如下：

2.变压器的负载运行与变换电流图1.7变压器负载运行工作原理图

变压器变换阻抗图1.8负载阻抗的等效变换

图1.9变压器的外特性

变压器绕组极性及连接方法１）变压器绕组的同极性端（同名端）图1.10变压器绕组的同极性端图1.11

用实验方法测绕组的同极性端２）变压器绕组的连接方法图1.12变压器绕组的正确连接1.2.4三相变压器图1.13三相油浸式电力变压器绕组外形图图1.14三相变压器结构示意图图1.15三相变压器的连接

例1.4某三相变压器，高压绕组为星形连接，低压绕组为三角形连接，容量为500kV·A、额定电压为35／11

kV。试求该变压器在额定状态下运行时，高低压绕组的线电流和相电流。

1.2.5

其他用途变压器

1.自耦变压器图1.16自耦变压器图1.17调压器的外形和电路

2.

仪用互感器（专门用于测量用的变压器）将原边的高电压或大电流，按比例缩小为副边的低电压或小电流，以供测量或继电保护装置使用，其分类如下：１）电流互感器（一种将大电流转换为小电流的变压器）

出于安全考虑，实际工作中经常使用钳形电流表（由一个特殊的电流互感器和一个电流表组合而成）图1.18电流互感器接线图图1.19钳形电流表２）电压互感器（一种变比较大的降压变压器）为了安全起见，必须将副绕组的一端与铁芯同时接地，以防止当绕组间的绝缘层损坏时副绕组上有高压出现。图1.20电压互感器的接线图

3.电焊变压器有特殊的工作要求：空载时要有足够的电弧点火电压（60～90

Ｖ）；有迅速下降的外特性，额定负载时电压约为30Ｖ；短路时二次电流不能过大，一般不超过额定电流的两倍，焊接的工作电流要较稳定且大小可调，以适应不同的焊条和被焊工件。电焊变压器的两个绕组一般分装在两个铁芯柱上，再利用磁分路法或串联可变电抗法，使绕组漏抗较大且可调节，以产生快速下降的外特性。图1.21可调电焊变压器的外特性图1.22电焊变压器原理图气隙越大，电抗越小，输出电流越大。当磁分路移出时，两绕组漏磁通及漏抗较小，工作电流增大。调节分支磁路的磁阻即可调节漏抗大小，以满足焊条和工件对电流的要求。单相变压器实验1.实验目的了解单相变压器的空载和负载实验方法，熟悉其使用；通过空载实验求取变压器的电压比和铁损耗；通过负载实验测定单相变压器运行特性。2.实验设备序号型号名称数量1D33交流电压表1件2D32交流电流表1件3D34单三相智能功率功率因数表1件4DJ11三相组式变压器1件5D42三相可调电阻器1件6D51波形测试及开关板1件3.实验内容１）测定电压比图1.23

单相变压器变比实验从控制屏上调压器的输出接线到单相变压器的低压线圈。高压线圈开路，闭合电源开关Q，将低压线圈外施电压调至50％额定电压左右，测量低压线圈电压及高压线圈电压，对应不同的输入电压共读取5组数据，记录于下表中。序号实验数据测量数据计算数据２）空载实验图1.24单相变压器空载实验

３）负载试验