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1、電拖課程設計(變壓器原副邊電壓變化) 變壓器原副邊電壓變化情況 摘要 主要分析變壓器運行時原副邊電壓變化情況，分為空載運行與負載運行。先分析兩種情況下的工作原理，再設計電路和參數(shù)，用Matlab連出電路仿真，得出原副邊電壓的波形，根據(jù)波形得出變壓器工作時，原副邊電壓幅值按變比變化，周期和相位都不變的結(jié)論?！ ∫?、引言 變壓器是一種靜止電氣設備，它是通過磁路耦合來改變電壓、電流或相位，將一種交流電壓的能量轉(zhuǎn)換成同頻率的另一種交流電壓的電能的裝置。在電力系統(tǒng)中，變壓器對電能的經(jīng)濟傳輸、靈活分配和安全使用具有重要意義?！ 榱诉m
2、應不同的使用目的和工作條件，不同類型的變壓器在結(jié)構(gòu)和性能上有很大的差異。通常變壓器可以按用途、相數(shù)、繞組數(shù)目、冷卻方式等分別進行分類?！ “从猛痉诸悾弘娏ψ儔浩鳌⑻厥庾儔浩?、儀用變壓器、試驗用變壓器；按相數(shù)分類：單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器； 按繞組數(shù)目分類：雙繞組變壓器、自耦變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器； 按冷卻方式分類：以空氣為冷卻介質(zhì)的干式變壓器、以變壓器油為冷卻介質(zhì)的油浸式變壓器?！ ≈饕芯孔儔浩髟吪c副邊電壓幅值、相位變化情況?！ 《⒃矸治觥 ∽儔浩鞯闹饕考氰F芯和繞組，它們構(gòu)成了變壓器的器身?！?/p>
3、 在原理圖中，與電網(wǎng)一側(cè)相連的線圈稱為原邊，與負載端相連的線圈稱為副邊?！ ≡诜治鲈碇?，先規(guī)定正方向： 一次側(cè)電流的正方向與電源電壓正方向一致；二次側(cè)電流的正方向與繞組的感應電勢的正方向一致，二次側(cè)端電壓與輸出電流同方向； 磁勢FNi與磁通之間符合右手螺旋關(guān)系； 感應電勢e與磁通之間符合右手螺旋關(guān)系。此可見，e與i的正方向相同。 ?、?、變壓器的空載運行 變壓器空載運行的原理圖如下： 變壓器一次繞組接電源，二次繞組開路，負載電流i2為零，這種情況即為變壓器的空載運行?？蛰d運行時通過一次側(cè)的電流稱為空載電流，用i0表示。
4、因為空載時變壓器的磁通完全是空載電流產(chǎn)生的磁動勢所建立，所以空載電流也成為勵磁電流，空載電流產(chǎn)生的空載磁勢F0N1i0?！ ⊥ǔ０蜒罔F芯閉合，且同時交鏈一次和二次繞組的那部分磁通稱為主磁通，它是變壓器進行能量轉(zhuǎn)換的媒介；把沿非鐵磁材料閉合，只交鏈一次繞組的那部分磁通1稱為一次繞組的漏磁通。于副邊繞組開路，因而不存在副邊漏磁通。一般情況下，漏磁通僅為主磁通的千分之一左右。主磁通分別在原邊和副邊繞組中產(chǎn)生感應電勢e1和e2。而原邊繞組中漏磁通存在感應漏電勢e1?？紤]到一次繞組的電阻壓降，可列出一次側(cè)和二次側(cè)電壓方程 u1ri10e1
5、e1…………………………………………………(1)ue220式中，r1為一次繞組的漏電阻，u20為二次繞組的空載電壓。對于實際的變壓器，于一次側(cè)的漏電阻和漏電勢很小，故可認為u1e1。 給一次側(cè)加正弦電壓，可認為感應電勢和磁通也按正弦變化。設 (t)msint，N1和N2分別為一、二次繞組的匝數(shù)，則 e1N1dd,e2N2…………………………………………………(2)dtdtd(msint)e1N1N1mcost dt因為2f,e12fN1msin(t90)，故有效值 E12fN1m2m用相量形式表示為：E1m………(3)
6、 則E2m……………………………………………………………(4)故變壓器空載運行時，原、副邊電壓為： U1E1mU2E2m當一次繞組施加額定電壓U1U1N時，規(guī)定二次側(cè)繞組的開路電壓即為二次側(cè)的額定電壓即U20U2N。這樣，規(guī)定變壓器的變比為kN1E1U1N……(5)N2E2U2N綜上可以看出，變壓器空載運行時，原邊電壓與副邊電壓幅值之比為變比k，頻率相同，相位一致?！ 、?、變壓器負載運行 變壓器的負載運行是指變壓器的一次側(cè)接到交流電源上，二次側(cè)連接電器負載ZL時的運行情況。變壓器負載后，二次側(cè)的電流不再為零，從而導致鐵芯內(nèi)部的
7、電磁過程與空載運行時有所不同?！ ∽儔浩髫撦d運行的原理圖如下： 考慮到負載運行時，一次側(cè)繞組的電勢平衡方程式為： UE1z1I1(z1為一次繞組的漏阻抗)……………………… 二次側(cè)電流對應的磁勢除了對主磁通有貢獻外，還會在變壓器副邊產(chǎn)生漏磁通2，該漏磁通僅與副邊繞組交鏈，設副邊漏電感為L2，則副邊漏電勢為 E2jL2I2jx2I2…………………………………… 根據(jù)基爾霍夫定律及變壓器負載運行示意圖中正方向的規(guī)定，可列出一次與二次側(cè)繞組電壓平衡方程如下： U1E1I1r1E1E1I1z1……………………………(8)U2E
8、2I2r2E2E2I2z2歸納起來，變壓器的基本方程式為： U1E1I1z1U2E2I2z2E1kE2U2I2zL一般變壓器工作時，原邊與副邊漏電抗很小，近似忽略。所以 U1E1U1E1所以kU2E2U2E2綜上可以看出，變壓器負載運行時，原邊
