第一章變壓器1.1磁路的基本概念1.2變壓器1.1磁路的基本概念

1.1.1磁路的基本物理量1.磁通Φ表示垂直穿過某一截面積S

的磁感線總數(shù)，單位韋伯（Wb）。

2.磁感應(yīng)強(qiáng)度（磁通密度）B表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量，矢量。規(guī)定其值B等于垂直于矢量B的單位面積的磁力線數(shù)。計(jì)算公式為

在充滿均勻磁介質(zhì)的情況下，當(dāng)描述的磁場(chǎng)包括介質(zhì)因磁化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)在內(nèi)時(shí)，用磁感應(yīng)強(qiáng)度Ｂ表示，其單位為特斯拉（Ｔ），它是一個(gè)基本物理量；單獨(dú)由電流或者運(yùn)動(dòng)電荷所引起的磁場(chǎng)（不包括介質(zhì)磁化而產(chǎn)生的磁場(chǎng)）時(shí)，用磁場(chǎng)強(qiáng)度Ｈ表示，其單位為Ａ／ｍ，是一個(gè)輔助物理量。1.1.2鐵磁材料的磁性能1.高導(dǎo)磁性和磁化性

2.磁飽和性（見下圖）當(dāng)外磁場(chǎng)逐漸增大時(shí)，鐵磁材料中的小磁疇將隨之逐漸轉(zhuǎn)向，起初外磁場(chǎng)的增加，磁感應(yīng)強(qiáng)度B成正比增大（Oa

段）；接著磁感應(yīng)強(qiáng)度B幾乎呈直線上升（ab段），這之后，由于鐵磁材料內(nèi)部的磁疇?zhēng)缀跞哭D(zhuǎn)向完畢，所以再增加外磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B幾乎不能再增加，此時(shí)稱為磁飽和（cs段）。3.磁滯性和剩磁性圖1.1鐵磁材料的磁化曲線

圖1.2

磁路中的各參數(shù)

圖1.3交流鐵芯線圈示意圖

1.2變壓器1.2.1

變壓器的用途與結(jié)構(gòu)用途：輸電：升電壓，減少功率損耗；用電：安全，滿足設(shè)備電壓需求；電子線路：耦合電路，傳遞信號(hào)，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。基本結(jié)構(gòu)：圖1.4變壓器的兩種類型圖1.5變壓器的兩種類型1.2.2變壓器的工作原理1.變壓器的空載運(yùn)行與變換電壓圖1.6變壓器空載運(yùn)行工作原理圖

左圖的電磁關(guān)系可表示如下：

2.變壓器的負(fù)載運(yùn)行與變換電流圖1.7變壓器負(fù)載運(yùn)行工作原理圖

變壓器變換阻抗圖1.8負(fù)載阻抗的等效變換

圖1.9變壓器的外特性

變壓器繞組極性及連接方法１）變壓器繞組的同極性端（同名端）圖1.10變壓器繞組的同極性端圖1.11

用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)繞組的同極性端２）變壓器繞組的連接方法圖1.12變壓器繞組的正確連接1.2.4三相變壓器圖1.13三相油浸式電力變壓器繞組外形圖圖1.14三相變壓器結(jié)構(gòu)示意圖圖1.15三相變壓器的連接

例1.4某三相變壓器，高壓繞組為星形連接，低壓繞組為三角形連接，容量為500kV·A、額定電壓為35／11

kV。試求該變壓器在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，高低壓繞組的線電流和相電流。

1.2.5

其他用途變壓器

1.自耦變壓器圖1.16自耦變壓器圖1.17調(diào)壓器的外形和電路

2.

儀用互感器（專門用于測(cè)量用的變壓器）將原邊的高電壓或大電流，按比例縮小為副邊的低電壓或小電流，以供測(cè)量或繼電保護(hù)裝置使用，其分類如下：１）電流互感器（一種將大電流轉(zhuǎn)換為小電流的變壓器）

出于安全考慮，實(shí)際工作中經(jīng)常使用鉗形電流表（由一個(gè)特殊的電流互感器和一個(gè)電流表組合而成）圖1.18電流互感器接線圖圖1.19鉗形電流表２）電壓互感器（一種變比較大的降壓變壓器）為了安全起見，必須將副繞組的一端與鐵芯同時(shí)接地，以防止當(dāng)繞組間的絕緣層損壞時(shí)副繞組上有高壓出現(xiàn)。圖1.20電壓互感器的接線圖

3.電焊變壓器有特殊的工作要求：空載時(shí)要有足夠的電弧點(diǎn)火電壓（60～90

Ｖ）；有迅速下降的外特性，額定負(fù)載時(shí)電壓約為30Ｖ；短路時(shí)二次電流不能過大，一般不超過額定電流的兩倍，焊接的工作電流要較穩(wěn)定且大小可調(diào)，以適應(yīng)不同的焊條和被焊工件。電焊變壓器的兩個(gè)繞組一般分裝在兩個(gè)鐵芯柱上，再利用磁分路法或串聯(lián)可變電抗法，使繞組漏抗較大且可調(diào)節(jié)，以產(chǎn)生快速下降的外特性。圖1.21可調(diào)電焊變壓器的外特性圖1.22電焊變壓器原理圖氣隙越大，電抗越小，輸出電流越大。當(dāng)磁分路移出時(shí)，兩繞組漏磁通及漏抗較小，工作電流增大。調(diào)節(jié)分支磁路的磁阻即可調(diào)節(jié)漏抗大小，以滿足焊條和工件對(duì)電流的要求。單相變壓器實(shí)驗(yàn)1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康牧私鈫蜗嘧儔浩鞯目蛰d和負(fù)載實(shí)驗(yàn)方法，熟悉其使用；通過空載實(shí)驗(yàn)求取變壓器的電壓比和鐵損耗；通過負(fù)載實(shí)驗(yàn)測(cè)定單相變壓器運(yùn)行特性。2.實(shí)驗(yàn)設(shè)備序號(hào)型號(hào)名稱數(shù)量1D33交流電壓表1件2D32交流電流表1件3D34單三相智能功率功率因數(shù)表1件4DJ11三相組式變壓器1件5D42三相可調(diào)電阻器1件6D51波形測(cè)試及開關(guān)板1件3.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容１）測(cè)定電壓比圖1.23

單相變壓器變比實(shí)驗(yàn)從控制屏上調(diào)壓器的輸出接線到單相變壓器的低壓線圈。高壓線圈開路，閉合電源開關(guān)Q，將低壓線圈外施電壓調(diào)至50％額定電壓左右，測(cè)量低壓線圈電壓及高壓線圈電壓，對(duì)應(yīng)不同的輸入電壓共讀取5組數(shù)據(jù)，記錄于下表中。序號(hào)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)２）空載實(shí)驗(yàn)圖1.24單相變壓器空載實(shí)驗(yàn)

３）負(fù)載試驗(yàn)