磁路与变压器习题作业讲解课件.pptx

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1、1l磁路的基本定律磁路的基本定律有有:安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联:安培环路定律、磁路的欧姆定律、磁路的串联定律和并联定律定律和并联定律。l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,可以采用叠加原理心不饱和时,可以采用叠加原理;当铁心饱和时,因为磁路是非线当铁心饱和时,因为磁路是非线性的,存在饱和现象性的,存在饱和现象,磁化曲线不再是一条直线,磁导率是变化的,磁化曲线不再是一条直线,磁导率是变化的,H H和和B B呈非线性关系,故不能采用叠加原理。呈非线性关系,故不能采用叠加原理。2 l起始磁化曲

2、线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化,起始磁化曲线是将一块从未磁化过的铁磁材料放入磁场中进行磁化,所得的所得的B=fB=f(H H)曲线;)曲线;l基本磁化曲线是对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度进行反复磁化,基本磁化曲线是对同一铁磁材料,选择不同的磁场强度进行反复磁化,可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点连接所得的可得一系列大小不同的磁滞回线,再将各磁滞回线的顶点连接所得的曲线。二者区别不大。曲线。二者区别不大。l磁路计算时用的是基本磁化曲线。磁路计算时用的是基本磁化曲线。345)(AiNF1505.11001111111PQPQFH lFH l由和111500.1

3、532.140.150.22PQPQPQQCCDDPFFlllllA()()()62i当 单独作用时)(AiNF501502221232.1439.2971.43PQPQPQFFFA()22500.5539.290.7PQPDDCCQPQQCCDDPFFlllllllA()()()8 l答:在W1中外加u1时在 W1 中产生交变电流i1,i1在W1中产生交变磁通,通过W2在W2中和W1中均产生感应电势e2和e1,当i1增加时e1从b到a,e2从d 到c,当i1减少时e1从a到b,e2从c 到d。9l答:主磁通答:主磁通 经过铁心形成闭合回路,与一、二次绕组同时同时交链并在其中产生感应电动势,是

4、变压器实现能量转换与传递的媒介。它也是变压器的工作磁通,占总磁通的绝大部分。l漏磁通漏磁通 主要沿非铁磁材料闭合,仅与一次或或二次绕组之一之一相交链,并在其中感应电动势。它只起漏抗压降的作用而不能传递能量,在总磁通中只占很小一部分。l主磁通由一、二次绕组的磁动势共同产生;漏磁通仅由一次或二次绕组的磁动势独自产生。10l空载时,由于mfNEU11144.4l负载时,所以,主磁通与端电压、电源频率和一次绕组匝数有关。11分析思路:列出与激磁电流、铁耗、漏抗相关的式子,分析当分析思路: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,从而得出所求量的频率变化时,各个式子

5、中相应量的变化,从而得出所求量的变化趋势。变化趋势。144.4fNEUGBfCpmFeFe23.1LfLX2ff6556增大激磁电流mi1256ABmmmBB56FeFemFemFeFeppGBfCGBfCp7.023.13.1)56()56()65(2LfLX2ff65XLfX65213l当归算到一次侧时,算出的一次侧电压、电流为实际值,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,其实际值应为二次侧电压、电流为归算值,其实际值应为 kUU/.22.2.2IkIl当归算到二次侧时,算出的二次侧电压、电流为实际值,当归算到二次侧时,算出的二次侧电压、电流为实际值,

6、一次侧电压、电流为归算值,其实际值应为一次侧电压、电流为归算值,其实际值应为.11.kUUkII/.1.11422.2.22.2.22coscosPkIUkIUP二次侧有功功率222222)(2cukkcupRkkIRIp二次侧铜耗15 16 l答:答:折算原因折算原因:将复杂的电磁耦合问题简化为单纯的:将复杂的电磁耦合问题简化为单纯的电路问题;把没有直接联系的一次和二次绕组,在电电路问题;把没有直接联系的一次和二次绕组,在电路上连接起来;得到等效电路,便于分析与求解。路上连接起来;得到等效电路,便于分析与求解。l折算条件折算条件:折算前后,变压器的电磁效应不改变;变:折算前后,变压器的电磁效

7、应不改变;变压器的功率大小也不改变压器的功率大小也不改变;变压器的物理本质也不应;变压器的物理本质也不应改变改变l折算方法折算方法:我们可以将二次侧等效为用一个与一次侧:我们可以将二次侧等效为用一个与一次侧匝数匝数N1相同的绕组来等效替代。折算以后,两侧匝数相同的绕组来等效替代。折算以后,两侧匝数相等,相等,,原来的磁势平衡方程原来的磁势平衡方程 变成了变成了 ,两侧的等效电路,两侧的等效电路就可以合并了。就可以合并了。12121mN IN IN I12mIII1212,1,EEkNN1718112212222.112162.1915.40.150.964125012600/876/26060

8、00180cos0.812mmRXRXRXNNUVIATTUI有一台单相变压器,已知参数为:,匝匝。当二次侧电压,电流,且(滞后)时:()试画出归算到高压侧的 型等效电路;()用 型等效电路和简化电路求和,并比较结果。191260019.21250U2U1I1I270.195.104.15ImE1=E2VkUUAkII202146000369.343.53369.31802222知,按上图所示正方向可,则设8.3643.53020214.2.2IUVjjXRIUEE2.18.2064194.107.18.3643.5302021422.2.2.2.1)()(20VjEjXRIU3.1773.2

9、12742.18.206414.1519.29.14158.54.111.1.1)()(AjjXREImmm8.9663.11260012502.18.20641.1.AIIIm9.14158.548.3643.538.9663.1.2.121U2U1I119.24.1570.195.10I2AII2.14343.538.3643.53.2.1VjUXXjRRIU2.1779.21271)95.104.15()70.119.2(2.14343.53)()(.22121.1.122UAABUBCUCUABUBCUCA23UAABUBCUCUABUBCUCA2425大输出是多少?的情况下,并联组的

10、最)在每台变压器不过载(少负载?时,每台变压器分担多)当总负载为试计算:(第二台第一台,其数据为:的三相变压器并联运行,某变电所有两台组号为2400kVA1065.0Z,4kV.0/3kV.6U/U,320kVAS:07.0Z,4kV.0/3kV.6U/U,180kVAS:yn0Y242*k2N1NN*k2N1NN21SS)1(、的负载分别为设两台变压器各自分担)(所以:由于1Z:ZS:SIIIIU3IU3IU3IU3SZ:ZZ1Z1I:I*k1*k2*2*1*111N1N11N1N1N*11N*k1*k2*k2*k1*2*1NSS26到额定状态。即第二台变压器率先达所以因为*2*1*k2*k

11、1*k1*k2*2*1ZZZ:Z:)2(SSSS(3)400SS2SSSSSS21*2N22*1N11)(又kVA263SkVA137S21联立三式可得929.0107.0065.0ZZ1*2*k1*k2*1*2SSS时,当kVASSSSNN2.487929.01801320S*22*11此时的最大输出27077.11065.007.0ZZ*1*k2*k1*2SSkVASSSSNN6.524077.13201180S*22*11此时282921RRRRkk:变压器的短路电阻,21XXXXkk变压器的短路电抗,:值。的电阻和漏电抗的折算分别为二次绕组和和漏电抗,分别为一次绕组的电阻和其中2211

12、XRXR30而减小。增加都随着磁路饱和程度的和mmXR测量。不能直接用伏安法铁耗大小的等效电阻,是反映变压器变压器的励磁电阻,它:mR对电路的电磁效应。映了主磁通变压器的励磁电抗,反:mX3112112NfX漏电抗mNfEU11144.4当忽略漏阻抗压降时,mmNfX212励磁电抗32不变1U不变1E增加1N减小m增大m111.1%101NN 时,当一次绕组匝数增加)(磁路饱和程度降低mm即111无关,所以的大小与磁路饱和程度11%21%21XXXXmm即112112111121.1)1.1(2)1.1(222XNfNfNfXmmmmmXNfNfNfX21.1)1.1(2)1.1(2221211233111.1 UU 111.1 EE 增大m减小m111.1%102UU 时,当外施电压增大)(磁路饱和程度增加mm即111无关,所以的大小与磁路饱和程度不变减小,即1XXm1121121122XNfNfXmmmmXNfNfX21212234不变1U不变1Eff1.1减小m增大mff1.1%103时,当频率增加)(磁路饱和程度降低mm即111无关,所以的大小与磁路饱和程度11%10%10XXXXmm即112112112111.1)1.1(2)1.1(22XNfNfNfXmmmmmXNfNfNfX1.1)1.1(2)1.1(22212121

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