变压器特性分解
e2=E2m sin(ωt-90°)
a) 变比k：指变压器1、2次绕组的电势之比。
2.变比k等于匝数比。
X L' 为折算值
E2'=4.44 f N1Фm=E1
E2=4.44 f N2Фm
?阻抗折算要保持功率/损耗不变 (I2')2R2'=(I2)2R2 (I2')2X2σ'=(I2)2X2σ
(I2')2 R L'=(I2)2 R L
(I2')2X L'=(I2)2X L
(1) 折算后的方程 U1= -E1+I1(R1＋jX1σ)
U2'= E2' - I2'(R2＋jX2σ)
I1+I2'=I m≈I0
简化等效电路中,Z k=R k+jX k，R k与X k构成变压器的漏阻抗，也叫
?从一次侧看进去的阻抗是从二次侧看进去的阻抗的k2倍。位和大小关系。
、
变压器运行特性分析报告
课程设计名称：电机与拖动课程设计 题目：变压器运行特性分析计算 专业： 班级： 姓名： 学号：
课程设计成绩评定表
变压器在我们的生活中无处不在，为了适应不同的使用目的和工作条件，现实生活中有很多种类型的变压器，常用的变压器有：电力变压器、特殊用途的电源变压器、测量用变压器、控制变压器，且这些类型的变压器在结构和性能上的差别也很大。虽然这些变压器有所不同，但是它们的基本原理是相同的。本设计通过对变压器的变换关系即电压变换、电流变换、阻抗变换，分析研究出变压器运行时的基本方程式，并通过相应的折算得出变压器的等值电路，从而完成对变压器空载，变压器负载运行，变压器空载合闸，变压器副边突然短路时的分析与计算。为了简化计算、减少计算量，本设计在相应的计算上使用MATLAB软件进行辅助。通过本设计的研究计算能对变压器的分析和计算方法有初步的了解，对变压器出现空载、负载运行、空载合闸、副边突然短路时的电压、电流变化有准确的认识。 关键词：变压器；基本方程式；折算；等值电路；MATLAB计算
1 变压器结构及其组成部分 (1) 1.1变压器的基本结构 (1) 1.1.1铁芯 (1) 1.1.2绕组 (1) 1.1.3油箱和冷却装置 (2) 1.1.4绝缘套管 (2) 1.1.5其他构件 (2) 1.2变压器的额定值 (2) 2变压器的变换关系 (4) 2.1电压变换 (4) 2.2电流变换 (4) 2.3阻抗变换 (5) 3变压器等值电路及其折算关系 (6) 4变压器空载时的分析与计算 (8) 5变压器负载运行时的分析与计算 (9) 6变压器副边突然短路时分析计算 (10) 7结论 (11) 8心得体会 (12) 参考文献 (13)
变压器运行特性分析
课程设计名称：电机与拖动课程设计 # 题目：变压器运行特性分析计算 专业： （ 班级： 姓名： 学号：
课程设计成绩评定表
变压器在我们的生活中无处不在，为了适应不同的使用目的和工作条件，现实生活中有很多种类型的变压器，常用的变压器有：电力变压器、特殊用途的电源变压器、测量用变压器、控制变压器，且这些类型的变压器在结构和性能上的差别也很大。虽然这些变压器有所不同，但是它们的基本原理是相同的。本设计通过对变压器的变换关系即电压变换、电流变换、阻抗变换，分析研究出变压器运行时的基本方程式，并通过相应的折算得出变压器的等值电路，从而完成对变压器空载，变压器负载运行，变压器空载合闸，变压器副边突然短路时的分析与计算。为了简化计算、减少计算量，本设计在相应的计算上使用MATLAB软件进行辅助。通过本设计的研究计算能对变压器的分析和计算方法有初步的了解，对变压器出现空载、负载运行、空载合闸、副边突然短路时的电压、电流变化有准确的认识。 关键词：变压器；基本方程式；折算；等值电路；MATLAB计算
、 1 变压器结构及其组成部分 (1) 变压器的基本结构 (1) 铁芯 (1) 绕组 (1) 油箱和冷却装置 (2) 绝缘套管 (2) 其他构件 (2) 变压器的额定值 (2) 2变压器的变换关系 (4) ' 电压变换 (4) 电流变换 (4) 阻抗变换 (5) 3变压器等值电路及其折算关系 (6) 4变压器空载时的分析与计算 (8) 5变压器负载运行时的分析与计算 (9) 6变压器副边突然短路时分析计算 (10) 7结论 (11) 8心得体会 (12) 参考文献 (13) |
变压器特性
第 6 章?? 变压器的基本理论 1.分析变压器内部的电磁过程。 2.分析电压、电流、磁势、磁通、感应电势、功率、损耗等物理量之间的关系。 3.建立变压器的等效电路模型和相量图。 4.利用等效电路计算分析变压器的各种性能。 6-1?? 变压器的空载运行 一.空载运行物理分析 一次侧接额定电压U1N，二次侧开路的运行状态称为空载运行（i2=0）。 空载时一次侧绕组中的电流i0为空载(或叫激磁)电流，磁势F0=I0N1叫励磁磁势。 F0产生的磁通分为两部分，大部分以铁心为磁路（主
磁路），同时与一次绕组N1和二次绕组N2匝链，并在两个绕 组中产生电势e1和e2，是传递能量的主要媒介，属于工作磁通，称为主磁通Ф。 另一部分磁通仅与原方绕组匝链，通过油或空气形成闭路，属于非工作磁通，称为原方的漏磁通Ф1σ。 铁心由高导磁硅钢片制成，导磁系数μ为空气的导磁系数的2000倍以上，所以大部分磁通都在铁心中流动，主 磁通约占总磁通的99％以上，而漏磁通占总磁通的1％以下。 问题6-1：主磁通和漏磁通的性质和作用是什么 规定正方向：电压U1与电流I0同方向，磁通Ф正方向与电流I0正方向符合右手螺旋定则。电势E与I0电流的正 方向相同。 由于磁通在交变，根据电磁感应定律： e1= -N1 dΦ/dt e2= -N2 dΦ/dt e1σ= -N1 dФ1σ/dt 二.电势公式及电势平衡方程式推导 空载时，主磁通Ф在一次侧产生感应电势E1，在二次侧产生感应电势E2，一次侧的漏磁通Ф1σ在一次侧漏抗电 势E1σ。 假设磁通为正弦波Ф=Фm sin ωt??? 则
e1= -N1 dΦ/dt=-N1 dФm sin ωt/dt = -N1Фmωcosωt=N1Фmωsin (ωt-90°) =E1m sin (ωt－90°) 电势在相位上永远滞后于它所匝链的磁通90o。?? 其最大值:E1m= ω N1Фm? = 2π f N1Фm 其有效值:E1=E1m/sqrt(2) = 2π f N1Фm/ = f N1Φm 这就是电机学最重要的“”公式。说明了感应电势E1与磁通Φm、频率f、绕组匝数N1成正比。 同样可以推出e2和e1σ的公式： e2=E2m sin(ωt-90°) E2m=N2Φmω E2= f N2 Φm e1σ=-N1dΦ1σ/dt =N1Φ1σmωsin(ωt-90°)? E1σm=ω N1Φ1σm E1σ= f N1Φ1σm 由于漏磁路的磁导率μo为常数，Φ1σm=L1σI I0，故E1σ= N12L1σI0=X1σI0，即E1σ可用漏抗压降的形式表示。 以上推导涉及到的电磁量均为正弦变化，可以用相量来表示。用相量时可同时表示有效值和相位。 E1σ=-jX1σI0
常用变压器的种类及特点
常用变压器的种类及特点 (1)按相数分： (1)单相变压器：用于单相负荷和三相变压器组。 (2)三相变压器：用于三相系统的升、降电压。 (2)按冷却方式分： (1)干式变压器：依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。 (2)油浸式变压器：依靠油作冷却介质、如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。 (3)按用途分： (1)电力变压器：用于输配电系统的升、降电压。 (2)仪用变压器：如电压互感器、电流互感器、用于测量仪表和继电保护装置。 (3)试验变压器：能产生高压，对电气设备进行高压试验。 (4)特种变压器：如电炉变压器、整流变压器、调整变压器等。 (4)按绕组形式分： (1)双绕组变压器：用于连接电力系统中的两个电压等级。 (2)三绕组变压器：一般用于电力系统区域变电站中，连接三个电压等级。 (3)自耦变电器：用于连接不同电压的电力系统。也可做为普通的升压或降后变压器用。 (5)按铁芯形式分：
(1)芯式变压器：用于高压的电力变压器。 （2）非晶合金变压器：非晶合金铁芯变压器是用新型导磁材料，空载电流下降约80%，是目前节能效果较理想的配电变压器，特别适用于农村电网和发展中地区等负载率较低的地方。 (3)壳式变压器：用于大电流的特殊变压器，如电炉变压器、电焊变压器；或用于电子仪器及电视、收音机等的电源变压器。 电力变压器的日常维护及故障的预防方法 发布时间:09-12-24关注次数：363 简介：本文介绍电力变压器的日常维护及故障的预防方法:当前的世界范围内，不间断的电力供应已成为工业生产、国防军事、科技发展及人民生活中至关重要的因素。人们对能源不间断供应的依赖性常常是直到厂房里的生产设备突然停止工作时才意识到各种断路器、布线及变压器的重要性。 变压器故障通常是伴随着电弧和放电以及剧烈燃烧而发生，随后电力设备即发生短路或其他故障，轻则可能仅仅是机器停转，照明完全熄灭，严重时会发生重大火灾乃至造成人身伤亡事故。因此如何确保变压器的安全运行受到了世界各国的广泛关注。 一、变压器故障的统计资料 （一）、各类型变压器的故障 根据相关部门对变压器类型显示的变压器故障统计数据人们可以看出，电力变压器故障始终占据主导位置。 （二）、不同用户的变压器故障 变压器使用在不同的部门，故障率是不同的。为了分析变压器发生故障
变压器外特性与效率特性
一、变压器的外特性及电压变化率 变压器空载运行时，若一次绕组电压U 1不变，则二次绕组电压U 2 也是不变的。 变压器加上负载之后，随着负载电流I 2的增加，I 2 在二次绕组内部的阻抗压降也 会增加，使二次绕组输出的电压U 2 随之发生变化。另一方面，由于一次绕组电 流I 1随U 2 增加，因此I 2 增加时，使一次绕组漏阻抗上的压降也增加，一次绕组 电动势E 1和二次绕组电动势E 2 也会有所下降，这也会影响二次绕组的输出电压 U 2。变压器的外特性是用来描述输出电压U 2 随负载电流I 2 的变化而变化的情况。 当一次绕组电压U 1和负载的功率因数cosφ 2 一定时，二次绕组电压U 2 与负载电 流I 2 的关系，称为变压器的外特性。它可以通过实验求得。功率因数不同时的 几条外特性绘于图2—17中，可以看出，当cosφ 2=1时，U 2 随I 2 的增加而下降 得并不多；当cosφ 2降低时，即在感性负载时，U 2 随I 2 增加而下降的程度加大， 这是因为滞后的无功电流对变压器磁路中的主磁通的去磁作用更为显著，而使 E 1和E 2 有所下降的缘故；但当cosφ 2 为负值时，即在容性负载时，超前的无功 电流有助磁作用，主磁通会有所增加，E 1和E 2 亦相应加大，使得U 2 会随I 2 的增 加而提高。以上叙述表明，负载的功率因数对变压器外特性的影响是很大的。 图2－17 变压器外特性 在图2—17中，纵坐标用U 2／U 2N 之值表示，而横坐标用I 2 ／I 2N 表示，使得在坐 标轴上的数值都在0～1之间，或稍大于1，这样做是为了便于不同容量和不同电压的变压器相互比较。 一般情况下，变压器的负载大多数是感性负载，因而当负载增加时，输出电压U 2 总是下降的，其下降的程度常用电压变化率来描述。当变压器从空载到额定负 载（I 2=I 2N ）运行时，二次绕组输出电压的变化值ΔU与空载电压（额定电压） U 2N 之比的百分值就称为变压器的电压变化率，用ΔU％来表示。
变压器效率特性
变压器运行特性分析与效率曲线 二、理论分析 2.效率和效率特性 变压器运行时将产生损耗。变压器的损耗分为铜耗和铁耗，每一类又包括基本损耗和杂散损耗。其中铁耗可视为不变损耗。基本铜耗是指电流流过绕组时所产生的直流电阻损耗。杂散铜耗主要是指漏磁场引起电流集肤效应，使绕组的有效电阻增大所增加的铜耗，以及漏磁场在结构部件中所引起的涡流损耗等。 变压器的总损耗为 ''22 k Fe Cu Fe R mI p p p P +=+=∑ 式中，电阻。为归算到二次侧的短路为相数；'' R k m 变压器的输入有功功率为1P ，输出功率为2P ，总损耗功率为P ∑，所以效率为 P P P P P ∑+==2212η 由于电力变压器的效率很高，用直接负载法测量1P 和2P 在算出效率，很难得到准确的结果，因此工程上常采用间接法来计算效率，由空载试验测出铁耗，由短路试验测出铜耗在计算效率。此时效率为 kN O N kN O P I P I S P I P P P 2222221cos 11***+++-=∑-=?η 给定以上的参数即可绘制效率曲线。
图3.变压器的效率曲线 有数学分析 2 = dI dη 可知在变压器的铜耗等于铁耗时，变压器的效率达到最 大。 图4.效率曲线的最大值 说明：图中铁耗与铜耗值与对应的坐标值并不一一对应。 附程序源代码 3.变压器的效率曲线 function xiaolv1 p0=2.4; pk=11.6; sn=1000; j=0.8; a=zeros(1,1000); b=zeros(1,1000); for i=2:1:1000 a(i)=a(i-1)+0.001; b(i)=1-(p0+(a(i)^2)*pk)/(a(i)*sn*0.8+p0+(a(i)^2)*pk); end hold on plot(a,b) xlabel('I2的标幺值 ') ylabel('效率 ') 4.效率曲线的最大值 function xiaolv2 p0=2.4; pk=11.6; sn=1000;
变压器特性介绍
1、电力变压器的工作原理及工作特点 1.1 初始磁化曲线 当电流从0逐渐增加，线圈中的磁场强度H也随之增加，这样就可以测出若干组B,H值。以H为横坐标，B为纵坐标，画出B随H的变化曲线，这条曲线称为初始磁化曲线。当H增大到某一值后，B几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化状态为磁饱和状态。此时的磁感应强度Bs叫做饱和磁感应强度。这种磁化曲线一般如下图中曲线所示： 1.2 磁滞回线 当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场H，介质的磁化强度M（或磁感应强度B）并不沿着起始磁化曲线减小，M（或B）的变化滞后于H的变化。这种现象叫磁滞。在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一条闭合线，这条闭合线叫做磁滞回线。如下图：
1.3 基本磁化曲线 铁磁体的磁滞回线的形状是与磁感应强度（或磁场强度）的最大值有关，在画磁滞回线时，如果对磁感应强度（或磁场强度）最大值取不同的数值，就得到一系列的磁滞回线，连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线。 如下图： B B m A B r R H e e H ' H -H m O H m R ' r B ' A '
1.4 变压器 1.4.1 定义：变压器（英语：Transformer）是应用法拉第电磁感应定律而升高或降低电压的装置。变压器通常包含两组或以上的线圈和铁心。主要用途是升降交流电的电压、改变阻抗及分隔电路。如下图： 1.4.2 基本原理：一个简单的单相变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流(如交流电或脉冲式的直流电) 通过，便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理，这变动的磁场会使第二块导电体产生电势差。假如第二块导电体是一条闭合电路的一部份，那么该闭合电路便会产生电流。电力于是得以传送。在通用的变压器中，有关的导电体是由(多数为铜质的) 电线组成线圈，因为线圈所产生的磁场要比一条笔直的电线大得多。变压器的原理是由
变压器的运行特征
一、变压器的运行特征 变压器的运行特征主要有外特征与效率特性，而表征变压器运行性能的主要指标则有电压变化率和效率。 1、电压变化率 1）外特性 变压器一次侧接上额定电压，二次侧开路时，二次侧空载电压就等于二次侧额定电压，外特性是指一次侧加额定电压，负载功率因数cosφ2一定时，二次侧端电压随负载电流变化的关系，即U2=f (I2)。变压器在纯电阻和感性负载时，外特性是下降的，而客性负载时可能是上翘的。 2）电压变化率 负载电流变化，变压器副边端电压将随着发生变化。电压调整率是变压器负载时副边端电压变化程度的一种程度。假定变压器原边接电源电压，副边开路时的端电压为额定值，当副边接入负载后，即使原来电压保持不变，副边端电压不再是额定值，原边电压保持为额定值，负载功率因数为常数，空载和负载的副边端电压之差与副边额定电压的比值，即电压变化的标么值称为电压变化率，用⊿U*表示 即 ⊿U*=(U20-U2)/U2N 式中U20—副边空载电压 U2—时的副边端电压 由于副边空载端电压U20等于副边额定电压U2N，经过折算后，公式1可写成 ⊿U*=(U20-U2)/U2N=(U'2N-U'2)/U'2N=(U10-U'2)/U1N 电压变化率是变压器的主要性能指标之一，负载电流变化时，副边端电压变化的原因，是变压器内部存在电阻和漏抗而引起内部电压降。副边电压的变化程度，即⊿U*的大小，不仅同变压器本身的阻抗有关，而且与负载的大小和性能有关。 综合上述，负载为感性时，φ2角为正值，故电压变化率为正值，即负载时的副边电压恒比空载电压低；负载为容性，φ2角为负值，故电压变化率有可能为负值，亦即负载时的副边电压可能高于空载电压。 为了保证供电电压的质量，尽可能保持副边电压的稳定，这就需要进行调压。在电力系统中调压的方法很多，例如调节发电机出口电压，用同步调相机，在负载端并联电容器等。但采用最多、最普遍的还是变压器调压。电力变压器的调压方式有两种：一种是无载调压，即在切断负载（或停电）后，用无励磁分接开关改变高压绕组分接头调压；另一种是有载分接开关调压，后者调压速度快，调压范围可达到额定电压的20%。中小型电力变压器一般三个 分接头，记作U N±2×2.5%或U N ±8×1.25%等。 2、效率 1）变压器的功率 变压器的额定容量是由额定电压和额定电流的乘积即视在功率表示的S=UI，所以变压器的整体尺寸决定视在功率，其中，额定电压决定于变压器铁芯磁通的多少，因而决定铁芯的截面。 变压器的输出功率P2=U2I2cosφ2是与φ2有关的，所以在同样的容许发热情况下，输出功率的大小取决于负载的性质（cosφ2），负载功率因数cosφ2愈高，输出功率愈大，如
变压器基本原理及应用介绍
变压器基本原理及应用介绍 1.1基本要求 1．了解变压器的基本构造、工作原理、铭牌数据和外特性。 2．掌握变压器的三个变换功能及其用途。 3．理解阻抗匹配的意义。 1.2基本内容 1． 变压器主要由铁心、原绕组（一次绕组）和副绕组（二次绕组）组成。铁心构成磁路，原绕组 和副绕组（副边开路时仅原绕组）产生的磁通由磁路闭合而实现能量或信号的传递。 2．变压器的功能可由三个变换来表述： 电压变换──主要用途是电源升降压。原绕组电压与副绕组电压的比值近似为原绕组匝数与副绕 组匝数的比值称为变比，即：1 12 2 U N U N k = = 电流变换──主要用途是电流互感器。原绕组电流与副绕组电流的比值近似为变比的倒数，即： 122 1 1 I N I N k = = 阻抗变换──主要用途是电路耦合及阻抗匹配。副绕组的负载阻抗Z 折合到原绕组（电源）端 可表示为该阻抗与变比平方的乘积，即：2k Z Z '= 3．变压器铭牌数据通常包括： ①一次侧额定电压1N U 和二次侧额定电压N U 2 ②一次侧额定电流N I 1和二次侧额定电流N I 2 ③额定容量N S 变压器的额定容量之所以用视在功率N S 表示是因为变压器输出的有功功率与负载的功率因数有关。例如在额定电压和额定电流下，负载的功率因数为1时，kVA 100的变压器可输出kW 100的功率，而当负载的功率因数5.0时则只能输出kW 50的功率。 4．变压器阻抗变换的一个重要用途是实现阻抗匹配，即采用不同的匝数比将负载阻抗变换为所需要的、比较合适的数值，这通常可以使负载从信号源或电源获得最大的信号幅度或功率值。 1.3重点和难点 1. 变压器是按照电磁感应原理来实现电能转换的，当变压器的输入端接直流电源时，副边将无 法产生感应电势，因此变压器不能用于直流场合。 2. 变压器的额定容量和输出功率通常是分相等的，它们的表达式分别是： 22112222 ()cos N N N N N N N S U I U I V A P U I ?=≈= 2N 2P S cos ?= 即：式中2cos ?为负载的功率因数，上式表达的变压器的输出与负载的功率因数有关。
变压器的运行特性习题(精)
第2章 变压器的运行原理 第4节 变压器的运行特性 一、填空题 1、引起变压器电压变化率变化的原因是 。 2、变压器电源电压一定，其二次端电压的大小决定于 、 和 。 3、变压器短路阻抗越大，电压变化率 ，稳态短路电流 ，突然短路电流 。 4、变压器在其他条件不变的情况下，电源频率下降，则0Φ ，0I ，Fe p ，σ1x ， u ? 。 （填变化情况） 5、变压器原边额定电压U 1N =220V ，副边额定电压U 2N =330V ，当副边接负载后，实际的副边电压U 2=300V ，则电压变化率△U=_________。 6、变压器运行时的效率与 、 和 、 有关，当 变压器的效率最大。 7、变压器运行时基本铜耗可视为 ，基本铁耗可视为 。 8、变压器的空载损耗p 0=600W ，短路损耗p k =1920W ，则最大效率时的负载系数m β=_________。 二、单项选择题 1、一台变压器在（ ）时效率最高。 （A ）1=β （B ）常数=K p p /0 （C ）Fe Cu p p = （D ）N S S = 2、某三相电力变压器带阻感性负载运行，在负载电流相同的条件下2cos ?越高，则（ ）。 （A ）U ?越大，效率越高； （B ）U ?越大，效率越低； （C ）U ?越小，效率越低； （D ）U ?越小，效率越高。 3、变压器绕组和铁芯在运行中会发热，其发热的主要因素是( )。 （A ）电流 （B ）电压 （C ）铁损和铜损 （D ）电感 4、变压器一次侧为额定电压时，其二次侧电压( )。 （A ）必然是额定值； （B ）随着负载电流的大小和功率因数的高低而变化； （C ）随着所带负载的性质而变化； （D ）无变化规律。 5、变压器所带的负荷是电阻、电感性的，其外特性曲线呈现( )。 （A ）上升形曲线；（B ）下降形曲线；（C ）近于一条直线；（D ）无规律变化。 6、变压器负载呈容性，负载增加时，副边电压（ ）。 （A ）呈上升趋势； （B ）不变； （C ）可能上升或下降。
变压器的分类及特点
变压器的分类及特点 （1）变压器的分类 变压器按工作频率可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器。 变压器按磁芯材料不同，可分为高频、低频和整体磁芯三种。 高频磁芯是铁粉磁芯，主要用于高频变压器，具有高导磁率的特性，使用频率一般在1~200kHz。低频磁芯是硅钢片，磁通密度一般在6000~16000，主要用于低频变压器；根据硅钢片的形状不同可分为EI（壳型、日型）、UI、口型和C 型，几种常见的硅钢片形状如图7所示。 图7 几种常见的硅钢片形状 整体磁芯分为三种类型，即环形磁芯（T CORE）、棒状铁芯（R CORE）和鼓形铁芯（DR CORE），这三种磁芯的外形如图8所示。
图8 三种整体磁芯外形 （2）低频变压器 低频变压器用来传输信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。低频变压器又可分为音频变压器和电源变压器两种；音频变压器又分为级间耦合变压器、输人变压器和输出变压器，其外形均与电源变压器相似。 音频变压器的主要作用是实现阻抗变换、耦合信号以及将信号倒相等。因为只有在电路阻抗匹配的情况下，音频信号的传输损耗及其失真才能降到最小。 （a）级间耦合变压器。级间耦合变压器用在两级音频放大电路之间，作为耦合元件，将前级放大电路的输出信号传送至后一级，并做适当的阻抗变换。 （b）输入变压器。在早期的半导体收音机中，音频推动级和功率放大级之间使用的变压器为输人变压器，起信号耦合、传输作用，也称为推动变压器。 输人变压器有单端输人式和推挽输入式。若推动电路为单端电路，则输人变压器为单端输人式；若推动电路为推挽电路，则输入变压器为推挽输入式。 （c）输出变压器。输出变压器接在功率放大器的输出电路与扬声器之间，主要起信号传输和阻抗匹配的作用。输出变压器也分为单端输出变压器和推挽输出变压器两种。 （d）电源变压器。电源变压器的作用是将50Hz、2⒛Ⅴ交流电压升高或降低，变成所需的各种交流电压。按其变换电压的形式，可分为升压变压器、降压变压器和隔离变压器等；按其形状构造，可分为长方体或环形（俗称环牛）等。 常见的低频变压器外形如图9所示。 （a）低频变压器外形
变压器的分类及特点.
变压器的分类及特点 时间:2013-06-22 09:27来源:作者: （1）分类 变压器按工作频率可分为低频变压器、中频变压器和高频变压器。 变压器按磁芯材料不同，可分为高频、低频和整体磁芯三种。 高频磁芯是铁粉磁芯，主要用于高频变压器，具有高导磁率的特性，使用频率一般在1~200kHz。低频磁芯是硅钢片，磁通密度一般在6000~16000，主要用于低频变压器；根据硅钢片的形状不同可分为EI（壳型、日型）、UI、口型和C型，几种常见的硅钢片形状如图7所示。
图7 几种常见的硅钢片形状
整体磁芯分为三种类型，即环形磁芯（T CORE）、棒状铁芯（R CORE）和鼓形铁芯（DR CORE），这三种磁芯的外形如图8所示。 图8 三种整体磁芯外形 （2）低频变压器 低频变压器用来传输信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗匹配，对直流电具有隔离作用。低频变压器又可分为音频变压器和电源变压器两种；音频变压器又分为级间耦合变压器、输人变压器和输出变压器，其外形均与电源变压器相似。
音频变压器的主要作用是实现阻抗变换、耦合信号以及将信号倒相等。因为只有在电路阻抗匹配的情况下，音频信号的传输损耗及其失真才能降到最小。 （a）级间耦合变压器。级间耦合变压器用在两级音频放大电路之间，作为耦合元件，将前级放大电路的输出信号传送至后一级，并做适当的阻抗变换。 （b）输入变压器。在早期的半导体收音机中，音频推动级和功率放大级之间使用的变压器为输人变压器，起信号耦合、传输作用，也称为推动变压器。 输人变压器有单端输人式和推挽输入式。若推动电路为单端电路，则输人变压器为单端输人式；若推动电路为推挽电路，则输入变压器为推挽输入式。 （c）输出变压器。输出变压器接在功率放大器的输出电路与扬声器之间，主要起信号传输和阻抗匹配的作用。输出变压器也分为单端输出变压器和推挽输出变压器两种。 （d）电源变压器。电源变压器的作用是将50Hz、220V交流电压升高或降低，变成所需的各种交流电压。按其变换电压的形式，可分为升压变压器、降压变压器和隔离变压器等；按其形状构造，可分为长方体或环形（俗称环牛）等。 常见的低频变压器外形如图9所示。
变压器产品介绍
變壓器產品介紹 一．何為變壓器？ 所謂變壓器就是以互感現象為基礎﹐隔離電阻﹑耦合電容為目的的一種電磁裝置。二．變壓器的分類﹕ 其類型主要有電源變壓器﹑間頻變壓器﹑中頻變壓器﹑高頻變壓器﹑低頻變壓器﹑音頻變壓器等。 中頻變壓器又稱中周﹐與電容器相互組成諧振﹐以改變線圈的電感量。 間頻變壓器主要作用是阻抗匹配﹐耦合﹑倒相等﹐可以推動放大級的輸出阻抗與放大功率。 三．變壓器的組成﹕ 由鐵芯﹑漆包線和絕緣材料三部分組成。 A.漆包線﹕本公司常用的漆包線的原材料﹐常用的規格Φ0.10 mm 0UEW Φ0.08 mm 0UEW Φ0.14 mm 0 UEW 其中﹕ 線的直徑表示油漆膜 B.鐵芯(即磁的裝置) 型號有﹕T型N型M型E型 常用到的鐵芯規格是36T0153-20P 36T0148-21P 35T0100-00P L82-4F/2H-1F1P L52-4F2H-1F/1P等。 涂膜材料與耐壓﹕ P------油漆膜耐壓1000Vrms Q------油漆膜耐壓1500Vrms G------環氣樹脂耐壓1000Vrms 材質﹕鐵芯常使用的材質是高導磁系數材料﹐優點是降低磁阻并可減少激磁電流。四．變壓器的作用﹕ 主要作用是隔離﹑耦合兩大作用。 五．變壓器的外形﹕ 以本公司生產產品為例﹐主要常見的外形系列有PT系列﹑ST系列﹑LAN-MATE系列﹐以及有待即將以后開發的PCM薄片等新品種。
V2=N2 d t 而互感值M12 N2 Φ12 M12= i1 可整理為﹕ d Φ12 d i1 V2=N2 (N2Φ12=M12i1)=M12 d t d t
其中M12為N1線圈時N2線圈的互感系數﹐也可稱為互感﹐若我們將線圈N2接上負載形成通路時﹐則感應動勢會產生感應電流i2﹐此為變壓器的基本原理。 當交流電壓正接上一次側線圈上﹐則有電流i1產生交變磁通﹐Φ在鐵芯周圍流動﹐因此在二次側線圈分別有感應電壓V1及V2。 d Φ d Φ V1=N1 (A-1) V2=N2 (B-1) d t d t 由(A-1)與(B-1)式之相除可得﹕ V1 N1 = = a V2 N2 (注﹕習慣上我們把接有電源的線圈稱為一次線圈或初級線圈﹐而將負載接的線圈稱為二次線圈或次級線圈。) 我們定義a為匝數比﹐即我們所講的圈比﹕ N1 a= N2 因此﹐理想變壓器的一次側與二次側電壓比等于線圈的匝數比。 理想情況下﹐輸入功率等于輸出功率﹐故﹕ V1*I1=V2*I2 V1 I2 N1 = = V2 I1 N2 也因而使得電流比為﹕
基于Matlab的变压器运行特性仿真专题报告
变压器运行特性数字仿真 专题报告 学生姓名： 班级： 学号： 指导教师： 所在单位：电气工程学院 提交日期：2018
作业评分
一、概述 （一）电压调整率 对于负载来说，变压器相当于一个交流电源，其运行特性主要有外特性和效率特性，电压调整率和运行效率是与之对应的反映变压器运行性能的主要指标。 1、定义 由于变压器一、二次绕组都有漏阻抗，负载电流流过时必然在这些漏阻抗上产生压降，二次侧电压将随负载的变化而变化。为了描述这种电压变化的大小， 引入了电压调整率。电压调整率定义为：变压器一次绕组施加额定电压 ， 由空载到给定负载时二次电压代数差与二次额定电压 的比值，即 2、对变压器运行的影响 当一次电压为额定值 ，负载功率因数 不变时，二次电压 与负载 电流的关系称为电压调整特性，也称外特性。当负载为额定值，功 率因数为指定值（通常为0.8滞后）时的电压调整率，称为额定电压调整率，它是变压器的一个重要性能指标，反映了变压器输出电压的稳定性。显然，电压调整率只是对所设计的额定负载而言的，不随负载的改变而改变，换句话说，设计时只考虑额定负载状态那个点。当负载轻时(小于额定负载)，输出电压高于设计值，负载重时，输出电压低于设计值。过高的电压调整率会使变压器的温升超过规定值,并使输出电压变化增大,影响负载特性，特别在负载变化较大或工作环境温度变化大的场合。 3、对电力系统的影响及意义 电力系统中负载的变化对运行电压影响较大，在夏季用电高峰期表现得极为突出。电压的变化，在直观上影响电力设施的正常运行，在微观上主要是损耗加大。为了保证供电的电压质量和安全运行，往往采取调压等手段将用户终端电压控制在一定围之。 （二）运行效率 U V 1N U 2N U 20222120000002 2221001001001N N N N N U U U U U U U U U U U * '---= ?=?=?=-V 1N U 2 cos ?2 U 2I ()22U f I =
实验26单相铁心变压器特性的测试
实验二十六单相铁心变压器特性的测试 一、实验目的 1. 通过测量，计算变压器的各项参数。 2. 学会测绘变压器的空载特性与外特性。 二、原理说明 1. 图26-1为测试变压器参数的电路。由各仪表读得变压器原边（AX，低压侧）的 图26-1 U1、I1、P1及付边（ax，高压侧）的U2、I2，并用万用表R×1档测出原、副绕组的电阻R1和R2，即可算得变压器的以下各项参数值： U1I2 电压比Ku＝──，电流比K I＝──， U2I1 U1U2 原边阻抗Z1＝──，副边阻抗Z2＝──， I1 I2 Z1 阻抗比＝──，负载功率P2＝U2I2cosφ2， Z2 损耗功率P o＝P1－P2， P1 功率因数＝───，原边线圈铜耗P cu1＝I21R1， U1I1 副边铜耗P cu2＝I22R2，铁耗P Fe＝P o－(P cu1＋P cu2) 2. 铁芯变压器是一个非线性元件，铁心中的磁感应强度B决定于外加电压的有效值U。当副边开路（即空载）时，原边的励磁电流I10与磁场强度H成正比。在变压器中，副边空载时，原边电压与电流的关系称为变压器的空载特性，这与铁芯的磁化曲线（B-H曲线）是一致的。 空载实验通常是将高压侧开路，由低压侧通电进行测量，又因空载时功率因数很低，故测量功率时应采用低功率因数瓦特表。此外因变压器空载时阻抗很大，故电压表应接在电流表外侧。 3. 变压器外特性测试。 为了满足三组灯泡负载额定电压为220V的要求，故以变压器的低压(36V)绕组作为原 边，220V 的高压绕组作为副边，即当作一台升压变压器使用。
在保持原边电压U1(＝36V)不变时，逐次增加灯泡负载（每只灯为15W），测定U1、U2、I1和I2，即可绘出变压器的外特性，即负载特性曲线U2＝f(I2)。 四、实验内容 1. 用交流法判别变压器绕组的同名端（参照实验十九）。 2.利用实验屏上的“铁芯变压器”及HE-17中的灯组负载，按图26-1线路接线。其中W、N为主屏上三相调压输出的插孔。A、X为变压器的低压绕组，a、x 为变压器的高压绕组。即电源经屏内调压器接至低压绕组，高压绕组220V接Z L即15W的灯组负载（3只灯泡并联），经指导教师检查后方可进行实验。 3. 将调压器手柄置于输出电压为零的位置（逆时针旋到底），合上电源开关，并调节调压器，使其输出电压为36V。当负载开路及逐次增加（最多亮5个灯泡）时，记下五个仪表的读数(自拟数据表格)，绘制变压器外特性曲线。实验完毕将调压器调回零位，断开电源。 当负载为4个及5个灯泡时，变压器已处于超载运行状态，很容易烧坏。因此，测试和记录应尽量快，总共不应超过3分钟。实验时，可先将5只灯泡并联安装好，断开控制每个灯泡的相应开关，通电且电压调至规定值后，再逐一打开各个灯的开关，并记录仪表读数。待开5灯的数据记录完毕后，立即用相应的开关断开各灯。 4. 将高压侧（副边）开路，确认调压器处在零位后，合上电源，调节调压器输出电压，使U1从零逐次上升到1.2倍的额定电压(1.2×36V)，分别记下各次测得的U1，U20和I10数据，记入自拟的数据表格，用U1和I10绘制变压器的空载特性曲线。 五、实验注意事项 1. 本实验是将变压器作为升压变压器使用，并用调节调压器提供原边电压U1，故使用调压器时应首先调至零位，然后才可合上电源。此外，必须用电压表监视调压器的输出电压，防止被测变压器输出过高电压而损坏实验设备，且要注意安全，以防高压触电。 2. 由负载实验转到空载实验时,要注意及时变更仪表量程。 3. 遇异常情况，应立即断开电源，待处理好故障后，再继续实验。 六、预习思考题 1. 为什么本实验将低压绕组作为原边进行通电实验？此时,在实验过程中应注意什么问题? 2. 为什么变压器的励磁参数一定是在空载实验加额定电压的情况下求出？
常用变压器介绍
常用变压器介绍 根据交流信号频率范围的不同，可分为高频变压器、中频变压器和低频变压器三大类。 高频变压器习惯上把它称为电感线圈，下面主要介绍低频和中频变压器。 １、电源变压器： 国内收录机、电视机、家用电器等均采用～２００Ｖ供电，介它们的内部线路多数采用不同的直流或交流电压供电。电源变压器就是将～２２０Ｖ（或～１１０Ｖ）变成需要的各种交流电压，再经整流、滤波等电路使整机正常工作。电源变压器由铁芯（矽钢片）和线圈组成。如果矽钢片和线圈所用的漆包线质量不好（导磁系数不高），会使变压器有嗡嗡声或发热。 （１）升压变压器：输出电压高于输入电压。 （２）降压变压器：输出电压低于输入电压。使用最多，其输入～２２０Ｖ，输出从几伏到上百伏不等。 （３）按功率分：从１.５瓦到十几瓦不等。 （４）次级多路输出的电源变压器：因用途不同，有的电源变压器次级有多路输出电压。 ２、自耦变压器和调压器
一般变压器初级和次级之间的直流电路是完全分离的，它们之间的能量传递是靠磁场的互感耦合。但自耦变压器和大型调压器有所不同，它们只有一组线圈，其输入端和输出端是从同一线圈上有抽头分出来的，它的初、次级之间有一个共用端，所以它们的直流不完全隔离。 自耦变压器的抽头是固定的，即固定从初级分取一部分电压输出；大型调压器的抽头是通过碳刷作滑动接头，输出电压随碳刷移动而可连续、可调地输出。 ３、音频输入、输出变压器 音频变压器在收音机、收录机等的放大电路中的主要作用是耦合、倒相及阻抗匹配。对它们的要求是频率特性好、漏电小、分布电容小。 （１）输入变压器：接在放大器输入端，初级接输入电缆或话筒，次级接放大器第一级；另一种是用在低频电路与功放电路之间，起耦合作用。输入变压器的铁芯常用高导磁率的铁氧体或铍镆合金制成，低档次的也要用优质硅钢片制成。输入变压器次级多数为三个引出端，还有一种有四个引出端，以便向功放推挽输出级提供相位相反的对称推动信号。（２）输出变压器：它是接在放大器输出端的变压器，初级接放大器输出端，次级接负载（扬声器等）。主要作用是使放大器与扬声器达到阻抗匹配。常用的输出变压器有互感式和自耦式两种。另外扩大机上用的输出变压器次级有多路
第七讲 变压器的运行特性
第七章 变压器 第五节 变压器运行特性 2.4.1 外特性和电压变化率 （1）外特性 变压器带上负载后，由于变压器存在漏阻抗，负载电流通过漏阻抗会造成漏阻抗压降，使副边电压2U 随负载的变化而变化，这种变化规律，可用外特性来描述。外特性是指原边加额定电压，负载功率因数2cos ?一定时，副边电压2U 随负载电流变化的关系，即 )(22I f U =，如图2.11所示。变压器在纯电 阻和感性负载时，副边电压2U 随负载增加而降低，容性负载时，副边电压2U 随负载增加而可能升高。 （2）电压变化率 电压变化率来表示副边电压的变化程度，它反映了变压器供电电压的稳定性，是变压器运行性能的重要数据之一。电压变化率是指当原边接额定电压，副边空载电压与给定负载下副边实际电压的算术差除以副边额定电压。即 %10022 20?-= ?N U U U U (2.28) 用变压器的简化相量图可推导出电压变化率的参数表达式 )sin cos (2* 2*??βk k x r U +=? (2.29) 式中 * 222I I I N == β称为负载系数，直接反映负载的大小，如0=β，表示空载；1=β，表示满载，2cos ?为负载功率因数。 电压变化率的大小与负载的大小成正比。在一定的负载系数下，短路阻抗的标么值越大，电压变化率也越大。当负载为感性时，2?为正值，U ?为正值，说明副边电压比空载电压 U 2 滞后） 1= U 图2.11 变压器的外特性
低；当负载为容性时，2?为负值，2sin ?为负值，U ?有可能为负值。当U ?为负值时，说明副边电压比空载电压高。 常用的电力变压器，当1=β，8.0cos 2=?（滞后）时，U ?为5%～8%。为了保证变压器的副边波动在%5±范围内，以免给用户造成不良影响，通常采用改变高压绕组匝数的办法来调节副边电压，称为分接头调压。高压绕组的抽头常有%5±和%5.22?±两种。分接开关分成两类，一种是要在断电状态才能操作的分接开关，称为无励磁分接开关；另一种是在变压器带电时也能操作的分接开关，称为有载分接开关。相应的变压器也就分为无励磁调压变压器和有载调压变压器两种。 2.4.2 变压器的损耗和效率 （1）变压器的损耗 变压器负载运行时原边从电网吸收有功功率1P ，其中很小部分功率消耗在原绕组的电阻上（1211r mI p Cu =）和铁心损耗上（m Fe r mI p 20=）。其余部分通过电磁感应传给副边，副边绕组获得的电磁功率中有很小部分消耗在副边绕组的电阻上（2222r mI p Cu =），其余的传输给负载，即输出功率2222cos ?I mU P =。所以，变压器的损耗包括铁耗Fe p 和铜耗Cu p 两大类。铁耗Fe p 不随负载大小变化，也称为不变损耗，铜耗Cu p 随负载大小变化，也称为可变损耗。 （2）变压器的效率 变压器的效率定义为 %100%10022 12?++=?= Fe Cu p p P P P P η （2.30） 变压器的效率可用直接负载法通过测量输出功率2P 和输入功率1P 来确定。但工程上常用间接法来计算变压器的效率，即通过空载试验和短路试验，测出变压器的空载损耗0p 和短路损耗kN p ，就可以方便的计算出任意负载下的效率。 式(2.30)中0p p Fe =，由于铜耗与负载电流的平方成正比，所以实际铜耗 kN kN N Cu p p I I p 22 22 β=??? ? ??=，22222222cos cos cos ?β?β?N N N S I mU I mU P =≈=，可得 %100cos cos %100202212 ?++=?= kN N N p p S S P P β?β?βη (2.31)
变压器特性介绍
度H 也随之增加，这样就可以测出若 画出:B 随H 的变化曲线，这条曲线称 B 几乎不再变化，这时铁磁材料的磁化 1、 电力变压器的工作原理及工作特点B 1.1 初始磁化曲线 当电流从0逐渐增加，线圈中 干 组B,H 值。以H 为横坐标，B 罰 为 初始磁化曲线。当H 增大到某 状 态为磁饱和状态。此时的磁感应 强度// Bs 叫做饱和磁感应强度。这种磁化曲线 一般如下图中曲线所示： 1.2磁滞回线 当铁磁质达到磁饱和状态后，如果减小磁化场 H,介质的磁化强度 M （或磁 感应强度B ）并不沿着起始磁化曲线减小，M （或B ）的变化滞后于H 的变化。这 种现象叫磁滞。在磁场中，铁磁体的磁感应强度与磁场强度的关系可用曲线来表 示，当磁化磁场作周期的变化时，铁磁体中的磁感应强度与磁场强度的关系是一 条闭合线， 这条闭合线叫做磁滞回线。如下图： A b H e : H H7* H e
1.3基本磁化曲线 铁磁体的磁滞回线的形状是与磁感应强度（或磁场强度）的最大值有关，在画磁滞回线时，如果对磁感应强度（或磁场强度）最大值取不同的数值，就得到一系列的磁滞回线，连接这些回线顶点的曲线叫基本磁化曲线。如下图： 1.4变压器 1.4.1定义：变压器（英语：Transformer ）是应用法拉第电磁感应定律而升高或降低电压的装置。变压器通常包含两组或以上的线圈和铁心。主要用途是升 降交流电的电压、改变阻抗及分隔电路。如下图：
up 1.4.2基本原理：一个简单的单相变压器由两块导电体组成。当其中一块导电体有一些不定量的电流(如交流电或脉冲式的直流电)通过，便会产生变动的磁场。根据电磁的互感原理，这变动的磁场会使第二块导电体产生电势差。假如第二块导电体是一条闭合电路的一部份，那么该闭合电路便会产生电流。电力于是得以传送。在通用的变压器中，有关的导电体是由(多数为铜质的)电线组成线圈，因为线圈所产生的磁场要比一条笔直的电线大得多。变压器的原理是由 变化的电压加到原线圈在磁芯上产生变化的磁场，从而激发其他线圈产生变化的电动势。原线圈、副线圈的电压VS, VP和两者的绕线的匝数Ns, Np之间有正比的关系； 至于变压器两方之间的电流或电压比例，则取决于两方电路线圈的圈数。圈数较多的一方电压较高但电流较小，反之亦然。如果撇除泄漏等因素，变压器 两方的电压比例相等于两方的线圈圈数比例，亦即电压与圈数成正比。以算式表示 如下： 匕N s 另外，主副线圈中的电流按照线圈圈数成反比，如下式： IsNs = IpNp 在以上两个算式中： ?Vp是输入方的电压(Primary Voltage); ?Vs是输出方的电压(Secondary Voltage); ?Np 是输入方的线圈圈数(Numbers of turns in the Primary Win di ng)