電工與電子技術(shù)第五章-磁路與鐵芯線圈電路

電工與電子技術(shù)曹現(xiàn)剛西安科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2004.9第五章磁路與鐵芯線圈電路§5-1磁場(chǎng)的基本物理量§5-2磁性材料的磁性能§5-3磁路及其基本定律§5-4交流鐵心線圈電路§5-5變壓器§5-6電磁鐵本章將介紹與磁路有關(guān)的電路問題。在電工技術(shù)中不僅要討論電路問題，還將討論磁路問題。因?yàn)楹芏嚯姽ぴO(shè)備與電路和磁路都有關(guān)系，如電動(dòng)機(jī)、變壓器、電磁鐵及電工測(cè)量?jī)x表等。磁路問題與磁場(chǎng)有關(guān)，與磁介質(zhì)有關(guān)，但磁場(chǎng)往往與電流相關(guān)聯(lián)，所以本章將研究磁路和電路的關(guān)系及磁和電的關(guān)系。本章討論對(duì)象將以變壓器和電磁鐵為主，重點(diǎn)研究其電磁特性，為以后研究電動(dòng)機(jī)的基本特性作基礎(chǔ)。§5-1.磁場(chǎng)的基本物理量對(duì)磁場(chǎng)特性的描述，已在大學(xué)物理中進(jìn)行了詳盡的討論。這里將對(duì)幾個(gè)基本物理量做以下復(fù)述。一、磁感應(yīng)強(qiáng)度磁感應(yīng)強(qiáng)度

B是表示磁場(chǎng)空間某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱和方向的物理量。它是矢量。磁場(chǎng)對(duì)電流(或運(yùn)動(dòng)電荷)有作用，而電流(或運(yùn)動(dòng)電荷)也將產(chǎn)生磁場(chǎng)。電流(或運(yùn)動(dòng)電荷)電流(或運(yùn)動(dòng)電荷)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小及方向：電流強(qiáng)度為I長度為l的電流元，在磁場(chǎng)中將受到磁力的作用。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，力的大小不僅與電流元I·l的大小有關(guān)，還與其方向有關(guān)。當(dāng)l的方向與B的方向垂直時(shí)電流元受力為最大F=Fmax，此時(shí)規(guī)定，磁場(chǎng)的大小磁場(chǎng)的方向，由三個(gè)矢量成右旋系的的關(guān)系來定義。B的單位為特斯拉(T)當(dāng)然，對(duì)磁感應(yīng)強(qiáng)度的定義也可從運(yùn)動(dòng)電荷的角度進(jìn)行定義。SNlIlI同理，三個(gè)矢量也構(gòu)成右旋系關(guān)系。如洛侖茲力公式所表示二、磁通磁感應(yīng)強(qiáng)度B在面積S上的通量積分稱為磁通如果是均勻磁場(chǎng)，即磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小和方向均相同，且與面積S垂直，則該面積上的磁通為或故又可稱磁感應(yīng)強(qiáng)度的數(shù)值為磁通密度。如果用磁力線描述磁場(chǎng)，磁力線的密度就反映了磁場(chǎng)的大小。通過某一面積的磁力線總數(shù)應(yīng)表示通過該面積的磁通的大小。由于磁通的連續(xù)性，磁力線是閉合的空間曲線。磁通的單位是韋伯(Wb)，在工程中常用電磁制單位麥克斯韋(Mx)，兩者關(guān)系為根據(jù)電磁感應(yīng)公式磁通的單位為伏·秒(V·s)，由此，磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位也可表示為韋伯每平方米(Wb/m2)。三、磁場(chǎng)強(qiáng)度磁場(chǎng)強(qiáng)度H是計(jì)算磁場(chǎng)時(shí)常用的物理量，也是矢量。它與磁感應(yīng)強(qiáng)度矢量的關(guān)系為工程上常根據(jù)安培環(huán)路定律來確定磁場(chǎng)與電流的關(guān)系上式左側(cè)為磁場(chǎng)強(qiáng)度矢量沿閉合回線的線積分；右側(cè)是穿過由閉合回線所圍面積的電流的代數(shù)和。電流的符號(hào)規(guī)定為：閉合回線的圍繞方向與電流成右旋系時(shí)為正，反之為負(fù)。以環(huán)形線圈為例，計(jì)算線圈內(nèi)的磁場(chǎng)強(qiáng)度。xISHx線圈內(nèi)為均勻媒質(zhì)，取磁力線作為閉合回線，且以磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向?yàn)榛鼐€的繞行方向。于是而其中N為線圈的匝數(shù)；Hx是半徑為x處的磁場(chǎng)強(qiáng)度。乘積IN是產(chǎn)生磁通的原因，稱為磁動(dòng)勢(shì)，用F表示。單位是安培四、磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率μ是表示磁場(chǎng)空間媒質(zhì)磁性質(zhì)的物理量，是物質(zhì)導(dǎo)磁能力的標(biāo)志量。前面已導(dǎo)出環(huán)形線圈的磁場(chǎng)強(qiáng)度H，可得磁感應(yīng)強(qiáng)度B為磁導(dǎo)率的單位真空磁導(dǎo)率μ0：實(shí)驗(yàn)測(cè)得，真空的磁導(dǎo)率相對(duì)磁導(dǎo)率：某種物質(zhì)的磁導(dǎo)率μ與真空磁導(dǎo)率μ0的比值稱為相對(duì)磁導(dǎo)率，用μr表示。上式說明，在同樣電流的情況下，磁場(chǎng)空間某點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度與該點(diǎn)媒質(zhì)的磁導(dǎo)率有關(guān)，若媒質(zhì)的磁導(dǎo)率為μ，則磁感應(yīng)強(qiáng)度B將是真空中磁感應(yīng)強(qiáng)度的μr倍。自然界的所有物質(zhì)可根據(jù)磁導(dǎo)率的大小，大體上可分為磁性材料和非磁性材料兩大類。非磁性材料的相對(duì)磁導(dǎo)率為常數(shù)且接近于1；磁性材料的相對(duì)磁導(dǎo)率則很大?！?-2.磁性材料的磁性能磁性材料主要是指由過度元素鐵、鈷、鎳極其合金等材料。它們主要的磁性能如下。一、高磁導(dǎo)率磁性材料的磁導(dǎo)率很大，μr>>1，可達(dá)102~105量級(jí)。分子電流和磁疇理論：分子中電子的繞核運(yùn)動(dòng)和自轉(zhuǎn)將形成分子電流，分子電流將產(chǎn)生磁場(chǎng)，每個(gè)分子都相當(dāng)于一個(gè)小磁鐵。由于磁性物質(zhì)分子的相互作用，使分子電流在局部形成有序排列而顯示出磁性，這些小區(qū)域稱為磁疇。高磁導(dǎo)率的成因磁性物質(zhì)沒有外場(chǎng)時(shí)，各磁疇是混亂排列的，磁場(chǎng)互相抵消；當(dāng)在外磁場(chǎng)作用下，磁疇就逐漸轉(zhuǎn)到與外場(chǎng)一致的方向上，即產(chǎn)生了一個(gè)與外場(chǎng)方向一致的磁化磁場(chǎng)，從而磁性物質(zhì)內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大大增加——物質(zhì)被強(qiáng)烈的磁化了。磁性物質(zhì)被廣泛地應(yīng)用于電工設(shè)備中，電動(dòng)機(jī)、電磁鐵、變壓器等設(shè)備中線圈中都含有的鐵心。就是利用其磁導(dǎo)率大的特性，使得在較小的電流情況下得到盡可能大的磁感應(yīng)強(qiáng)度和磁通。非磁性材料沒有磁疇的結(jié)構(gòu)，所以不具有磁化特性。磁性物質(zhì)的磁化示意圖(a)無外場(chǎng)，磁疇排列雜亂無章。(b)在外場(chǎng)作用下，磁疇排列逐漸進(jìn)入有序化。二、磁飽和性磁性物質(zhì)因磁化產(chǎn)生的磁場(chǎng)是不會(huì)無限制增加的，當(dāng)外磁場(chǎng)(或激勵(lì)磁場(chǎng)的電流)增大到一定程度時(shí)，全部磁疇都會(huì)轉(zhuǎn)向與外場(chǎng)方向一致。這時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度將達(dá)到飽和值。HBB0BBJO磁化曲線HB，μOμBμ與H的關(guān)系B0是真空情況下的磁感應(yīng)強(qiáng)度；BJ是磁化產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度；B

是介質(zhì)中的總磁感應(yīng)強(qiáng)度。磁性物質(zhì)的μ不是常數(shù)，Φ與H也不存在正比關(guān)系。三、磁滯性在鐵心線圈通有交變電流時(shí)，鐵心將受到交變磁化。但當(dāng)H減少為零時(shí)，B并未回到零值，出現(xiàn)剩磁Br。BHO12345磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場(chǎng)強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱為磁滯性。如圖為磁性物質(zhì)的滯回曲線。要使剩磁消失，通常需進(jìn)行反向磁化。將B=0時(shí)的H值稱為矯頑磁力

Hc，（見圖中3和6所對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。）6磁性物質(zhì)的分類根據(jù)滯回曲線和磁化曲線的不同，大致分成三類：(1)軟磁材料其矯頑磁力較小，磁滯回線較窄。(鐵心)(2)永磁材料其矯頑磁力較大，磁滯回線較寬。(磁鐵)(3)矩磁材料其剩磁大而矯頑磁力小，磁滯回線為矩形。(記憶元件)HBHBHB鑄鐵、鑄鋼及硅鋼片的磁化曲線鑄鐵鑄鋼硅鋼片鑄鐵鑄鋼硅鋼片常用磁性材料的最大相對(duì)磁導(dǎo)率、剩磁及矯頑磁力材料名稱§5-3.磁路及其基本定律為了使勵(lì)磁電流產(chǎn)生盡可能大的磁通，在電磁設(shè)備或電磁元件中要放置一定形狀的鐵心。絕大部分磁通將通過鐵心形成閉合路徑——磁路。圖示為交流接觸器的磁路，磁通經(jīng)過鐵心和空氣隙而閉合。得出或式中：F=IN稱為磁動(dòng)勢(shì)，此為產(chǎn)生磁通的激勵(lì)；Rm為磁阻，是磁路對(duì)磁通具有阻礙作用的物理量；l為磁路的平均長度；S為磁路的截面積。上式與電路中的歐姆定律在形式上相似，與磁路對(duì)照如下：磁路電路磁動(dòng)勢(shì)F磁通Φ磁感應(yīng)強(qiáng)度B磁阻R=l/S電動(dòng)勢(shì)E電流I電流密度J電阻R=l/γSNI+–EIR磁路的計(jì)算計(jì)算磁路問題時(shí)，可以應(yīng)用上面介紹的磁路歐姆定律，但由于磁路的磁導(dǎo)率μ不是常數(shù)(隨勵(lì)磁電流而變)，往往要借助于磁場(chǎng)強(qiáng)度H這個(gè)物理量。或若磁路不均勻，由不同材料構(gòu)成，則磁路的磁阻應(yīng)由不同的幾段串聯(lián)而成，即I0S0S11l1S12l2S2右圖所示繼電器的磁路就是由三段串聯(lián)氣隙中的磁場(chǎng)強(qiáng)度H0B0的單位為特斯拉，若用高斯為單位，則I0S0S11l1S12l2S2然后計(jì)算各段磁路的磁壓降Hl，進(jìn)而求出磁路的磁動(dòng)勢(shì)，應(yīng)用磁路歐姆定律對(duì)磁路進(jìn)行分析。例一均勻閉合鐵心線圈，匝數(shù)為300，鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.9T，磁路的平均長度為45cm,IlS試求：(1)鐵心材料為鑄鐵時(shí)線圈中的電流；(2)鐵心材料為硅鋼片時(shí)線圈中的電流。解：先從磁化曲線中查出磁場(chǎng)強(qiáng)度的H值，然后再計(jì)算電流。(1)H1=9000A/m，(2)H2=260A/m，可見由于所用鐵心材料不同，要得到相同的磁感應(yīng)強(qiáng)度，則所需要的磁動(dòng)勢(shì)或勵(lì)磁電流是不同的。因此，采用高磁導(dǎo)率的鐵心材料可使線圈的用銅量大為降低。7-4交流鐵心線圈電路2．交流鐵心線圈電路鐵心線圈分為兩種：1．直流鐵心線圈電路直流鐵心線圈通直流來勵(lì)磁（如直流電機(jī)的勵(lì)磁線圈、電磁吸盤及各種直流電器的線圈）。因?yàn)閯?lì)磁是直流，則產(chǎn)生的磁通是恒定的，在線圈和鐵心中不會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)來，在一定的電壓U下，線圈電流I只與線圈的R有關(guān)，P也只與I2R有關(guān)，所以分析直流鐵心線圈比較簡(jiǎn)單。本課不討論。交流鐵心線圈通交流來勵(lì)磁（如交流電機(jī)、變壓器及各種交流電器的線圈）。起電壓、電流等關(guān)系與直流不同，下面我們就來討論之。一、電磁關(guān)系磁動(dòng)勢(shì)F=iN產(chǎn)生的磁通絕大多數(shù)通過鐵心而閉合，這部分磁通稱為工作磁通Φ。

uΦσeeσiΦN鐵心如圖所示，此外還有一少部分通過空氣等非磁性材料而閉合，這部分磁通稱為漏磁通，用Φσ表示。這兩個(gè)磁通在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和eσ。e為主磁電動(dòng)勢(shì)，eσ為漏磁電動(dòng)勢(shì)。uΦσeeσiΦN這個(gè)電磁關(guān)系可表示如下：式中Nφσ=Lσi中的Lσ為常數(shù)，稱為漏電感，而i與φ不存在線性關(guān)系，即L不是常數(shù)。因此，鐵心線圈是一個(gè)非線性的電感元件。Φ與i和L的關(guān)系如圖所示。0Φ、LiΦL二、線圈兩端的電壓與電流之間的函數(shù)關(guān)系據(jù)KVL有：當(dāng)為正弦量時(shí)，伏上式中的各量可視作正弦量，于是上式可用相量表示：uΦσeeσiΦN式中Xσ為漏磁感抗，R為線圈的電阻。相量表示式：設(shè)則有效值為：由于R和Xσ很小，∴UR和Uσ與U/相比可忽略Bm為鐵心中磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值。S為鐵心面積即2．鐵損三、功率損耗1．銅損①磁滯損耗由磁滯所產(chǎn)生的鐵損稱為磁滯損耗?？梢宰C明，交變磁化一周在鐵心的單位體積內(nèi)所產(chǎn)生的磁滯損耗能量與磁滯回線所包圍的面積成正比。磁滯損耗要引起鐵心發(fā)熱。為了減小磁滯損耗，應(yīng)選用磁滯回線狹小的磁性材料制造鐵心。硅鋼就是變壓器和電機(jī)中常用的鐵心材料，其磁滯損耗較小。①磁滯損耗②渦流損耗②渦流損耗由渦流所產(chǎn)生的鐵損稱為渦流損耗△Pe0φi當(dāng)線圈中通有交流電時(shí)，它所產(chǎn)生的磁通也是交變的。因此，不僅要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而且在鐵心內(nèi)也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流稱為渦流，它在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著。由渦流所產(chǎn)生的鐵損稱為渦流損耗△Pe0φi當(dāng)線圈中通有交流電時(shí)，它所產(chǎn)生的磁通也是交變的。因此，不僅要在線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，而且在鐵心內(nèi)也要產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流。這種感應(yīng)電流稱為渦流，它在垂直于磁通方向的平面內(nèi)環(huán)流著。在交流磁通的作用下，鐵心內(nèi)的這兩種損耗合稱鐵損△PFe0鐵損差不多與鐵心內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值Bm的平方成正比，故Bm不宜選得過大。從上述可知，鐵心線圈交流電路的有功功率為P=UIcos=I2R+△PFe0四、等效電路鐵心線圈交流電路也可用等效電路進(jìn)行分析，所謂等效電路，就是用一個(gè)不含鐵心的交流電路來等效代替它。等效的條件是：在同樣電壓作用下，功率、電流及各量之間的相位關(guān)系保持不變[注意：鐵心線圈中的非正弦周期電流已用等效正弦電流代替]。這樣就使磁路計(jì)算的問題簡(jiǎn)化為電路計(jì)算的問題了。先把鐵心線圈的電阻R和感抗Xσ劃出，剩下的就成為一個(gè)沒有電阻和漏磁通的理想鐵心線圈電路。但鐵心中仍有能量的損耗和能量的儲(chǔ)放。因此可將這個(gè)理想的鐵心線圈交流電路用具有電阻R0和感抗X0的一段電路來等效代替。其電路如圖所示。φiuRXσuσuRu/iuRXσuσuRu/R0X0其中電阻R0是和鐵心中能量損耗（鐵損）相應(yīng)的等效電阻，其值為感抗X0是和鐵心中能量的儲(chǔ)放（與電源發(fā)生能量互換）相應(yīng)的等效感抗，其值為等效電路的阻抗模為例：有一交流鐵心線圈，電源電壓U=220V，電路中

電流I=4A，功率表讀數(shù)P=100W，頻率f=50Hz,

漏磁通和線圈上的電壓降可忽略不計(jì)，

試求（1）鐵心線圈的功率因數(shù)

（2）鐵心線圈的等效電阻和感抗解：（1）(2)鐵心線圈的等效阻抗為等效電阻和感抗分別為例題：要繞制一個(gè)鐵心線圈，已知電源電壓U=220V，頻率f=50Hz,今量得鐵心截面為30.2cm2，鐵心由硅鋼片疊成，設(shè)疊片間隙系數(shù)為0.91（一般取0.9-0.93）。（1）如取Bm=1.2T,問線圈匝數(shù)應(yīng)為多少？（2）如磁路平均長度為60cm，問勵(lì)磁電流應(yīng)為多大？解：鐵心的有效面積為S=30.2×0.91=27.5cm2(1)線圈匝數(shù)可根據(jù)求出（2）從圖7-7中可查出，當(dāng)Bm=1.2T時(shí)，Hm=700A/m，所以變壓器變壓器的構(gòu)造和基本原理變壓器的運(yùn)行分析單相變壓器的空載與短路實(shí)驗(yàn)變壓器的運(yùn)行特性三相變壓器特種變壓器變壓器的構(gòu)造和基本原理變壓器是靜止的電磁器械，它利用電磁感應(yīng)原理，將一種交流電轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N或幾種頻率相同、大小不同的交流電。

變壓器的構(gòu)造變壓器的外形圖變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器的分類變壓器的基本原理變壓器的銘牌數(shù)據(jù)

變壓器的外形圖1一信號(hào)式溫度計(jì)；2一吸濕器；3一儲(chǔ)油柜；4一油表；5一安全氣邊；6一氣體繼電器；7一高壓套管；8一低壓套管；9一分接開關(guān)；10一油箱；11—鐵心；12—線圈；13—放油閥門變壓器的結(jié)構(gòu)鐵心

繞組

附件

主要包括油箱、儲(chǔ)油柜、分接開關(guān)、安全氣道、氣體繼電器、絕緣套管等。其作用是保證變壓器安全和可靠運(yùn)行鐵心

材料鐵心一般由0.35~0.5mm厚的硅鋼片疊裝而成。硅鋼片的兩面涂以絕緣漆，使片間絕緣，以減小渦流損耗。組成鐵心柱作用是套裝繞組鐵軛作用是連接鐵心柱，使磁路閉和。鐵心的分類心式結(jié)構(gòu)殼式結(jié)構(gòu)

繞組材料在絕緣筒上用絕緣銅線或鋁線繞成種類一次繞組或原方繞組二次繞組或副方繞組裝配方式同心式交疊式繞組變壓器的分類按相數(shù)的不同

單相變壓器三相變壓器多相變壓器

按繞組數(shù)目不同

雙繞組變壓器三繞組變壓器多繞組變壓器自耦變壓器

按冷卻方式不同

油浸式變壓器充氣式變壓器干式變壓器

按用途不同電力變壓器（升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器等）特種變壓器（電爐變壓器、整流變壓器、電焊變壓器等）儀用互感器（電壓互感器和電流互感器）和試驗(yàn)用的高壓變壓器變壓器的基本原理原理當(dāng)變壓器的一次繞組接通交流電源時(shí)，在繞組中就會(huì)有交變的電流通過，并在鐵心中產(chǎn)生交變的磁通，該交變磁通與一次、二次繞組交鏈，在它們中都會(huì)感應(yīng)出交變的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。二次繞組有了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，如果接上負(fù)載，便可以向負(fù)載供電，傳輸電能，實(shí)現(xiàn)了能量從一次側(cè)到二次側(cè)的傳遞。用途變壓器一般只用于交流電路，它的作用是傳遞電能，而不能產(chǎn)生電能。它只能改變交流電壓、電流的大小，而不能改變頻率。

變壓器的銘牌數(shù)據(jù)變壓器的型號(hào)變壓器的額定值額定容量SN是指變壓器的視在功率，對(duì)三相變壓器是指三相容量之和。額定電壓U1N／U2N是指變壓器空載時(shí)，各繞組的電壓值。對(duì)三相變壓器指的是線電壓，單位是V和kV。額定電流I1N／I2N是指變壓器允許長期通過的電流，單位是A。額定電流可以由額定容量和額定電壓計(jì)算。額定頻率f

我國規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)用交流電的額定頻率為50Hz設(shè)計(jì)序號(hào)高壓邊額定電壓（KV）額定容量（KVA）鋁線三相SL7—200／30返回變壓器的運(yùn)行分析變壓器的空載運(yùn)行空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系變壓器的負(fù)載運(yùn)行磁勢(shì)、電壓平衡方程式變壓器的等值電路返回空載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系空載運(yùn)行空載運(yùn)行是指當(dāng)變壓器一次側(cè)繞組接交流電源，二次側(cè)繞組開路，即時(shí)的狀態(tài)。單相變壓器空載運(yùn)行原理圖正方向表示電流的正方向與電壓降的正方向一致；磁通的正方向與產(chǎn)生該磁通的電流的正方向之間符合右手螺旋定則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的正方向與磁通的正方向之間符合右手螺旋關(guān)系。

電磁關(guān)系主磁通原邊漏磁通返回負(fù)載運(yùn)行時(shí)磁勢(shì)、電壓平衡方程式磁勢(shì)平衡方程式

電壓平衡方程式

變壓器的等值電路返回單相變壓器的空載與短路實(shí)驗(yàn)空載試驗(yàn)

目的測(cè)定電壓變比k，空載電流I0和空載損耗（鐵損）p0，勵(lì)磁參數(shù)rm和xm

接線圖短路試驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定短路電壓Ush、短路功率（即短路損耗）psh，計(jì)算短路阻抗Zsh

接線圖返回空載試驗(yàn)接線圖接線圖注意事項(xiàng)從試驗(yàn)電源、測(cè)量?jī)x表和設(shè)備、人身安全因素考慮，一般都在低壓側(cè)進(jìn)行。數(shù)據(jù)計(jì)算出的勵(lì)磁參數(shù)是低壓側(cè)的，折算到高壓仍需乘以k2

Zm的大小與鐵心飽和程度有關(guān)，電壓超過額定值越多，鐵心越飽和，Zm就越小

短路試驗(yàn)接線圖接線圖注意事項(xiàng)短路試驗(yàn)時(shí)，二次側(cè)短接，這時(shí)整個(gè)變壓器等值電路的阻抗很小，為避免一次側(cè)和二次側(cè)繞組因電流過大而燒壞。計(jì)算變壓器性能時(shí)，應(yīng)將試驗(yàn)測(cè)出的短路電阻rsh換算成75℃時(shí)的阻值。變壓器的運(yùn)行特性變壓器的運(yùn)行特性主要是指變壓器的外特性和效率特性，衡量變壓器運(yùn)行性能的好壞，就是看二次側(cè)繞組端電壓的變化程度和各種損耗的大小，可用電壓變化率和效率等指標(biāo)來衡量。

電壓變化率

變壓器的外特性

變壓器的效率和效率特性

電壓變化率概念在一次側(cè)加額定電壓，負(fù)載功率因數(shù)一定的情況下，空載與負(fù)載運(yùn)行時(shí)二次側(cè)電壓之差（U20-U2）對(duì)額定電壓U2N的百分比，即用途表示二次側(cè)端電壓隨負(fù)載變化的程度影響因素與變壓器的負(fù)載電流大小有關(guān)，即ΔU與負(fù)載系數(shù)β成正比。與負(fù)載的性質(zhì)有關(guān)，即與負(fù)載的功率因數(shù)有關(guān)。與變壓器的阻抗參數(shù)有關(guān)，阻抗越大，ΔU越大。

變壓器的外特性概念當(dāng)變壓器均為常數(shù)，變壓器二次側(cè)繞組的端電壓隨負(fù)載電流的變化關(guān)系。特點(diǎn)變壓器二次側(cè)電壓是隨負(fù)載電流變化而變化的，二次側(cè)電壓的變化規(guī)律與負(fù)載性質(zhì)有關(guān)。當(dāng)負(fù)載為純電阻負(fù)載時(shí)（曲線2）：ΔU較小，外特性下傾不多；當(dāng)負(fù)載為感性負(fù)載時(shí)（曲線3）：

都為正值，ΔU較大，外特性下傾比純電阻負(fù)載明顯；當(dāng)負(fù)載為容性負(fù)載時(shí)（曲線1）：

，<，ΔU為負(fù)值，說明隨負(fù)載增大二次側(cè)電壓在升高，外特性上翹。

外特性曲線變壓器的外特性曲線1--（容性）；2--（純電阻）；3--（感性）

返回變壓器的效率和效率特性變壓器的效率輸出功率與輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)，即效率計(jì)算效率特性曲線返回變壓器效率特性曲線特性曲線特性曲線的特點(diǎn)變壓器的效率開始時(shí)隨負(fù)載的增加而增加，在半載附近有最大效率，而后隨負(fù)載的加大效率有所下降。

三相變壓器三相變壓器的磁路變壓器的聯(lián)結(jié)組三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行

返回三相變壓器的磁路三相變壓器組的磁路三相變壓器組概念

由三個(gè)同樣的單相變壓器組成的三相變壓器組特點(diǎn)

三相之間只有電的聯(lián)系而無磁的聯(lián)系，它的磁路特點(diǎn)是三相磁通各有自己?jiǎn)为?dú)的磁路，互不相關(guān)聯(lián)。

三相變壓器組的磁路

外施電壓是三相對(duì)稱的，則三相磁通也一定是對(duì)稱的。如果三個(gè)鐵心的材料和尺寸相同，則三相磁路的磁阻相等，三相空載電流也是對(duì)稱的三相心式變壓器的磁路三相心式變壓器概念由三相變壓器組演變而來的鐵心用料少、效率高、價(jià)格便宜、占地面積小、維護(hù)簡(jiǎn)便。三相心式變壓器磁路三相心式變壓器的磁路是連在一起的，各相的磁路是相互關(guān)聯(lián)的，即每相的磁通都以另外兩相的鐵心柱作為自己的回路。變壓器的聯(lián)結(jié)組變壓器高、低壓繞組標(biāo)號(hào)單相變壓器的高壓繞組首端用A表示，末端用X表示；低壓繞組的首端用a表示，末端用x表示。三相變壓器的高壓繞組首端用A，B，C表示，末端用X，Y，Z表示；低壓繞組的首端用a，b，c表示，末端用x，y，z表示。如果變壓器有中點(diǎn)引出，則高、低壓繞組的中點(diǎn)分別以N或n來標(biāo)志。變壓器的聯(lián)結(jié)組用時(shí)鐘的長針代表高壓邊的線電勢(shì)相量，且置于時(shí)鐘的12時(shí)處不動(dòng)；短針代表低壓邊的相應(yīng)線電勢(shì)相量，它們的相位差除以300為短針?biāo)傅溺婞c(diǎn)數(shù)。

單相變壓器的聯(lián)結(jié)組三相變壓器的聯(lián)結(jié)組

單相變壓器的聯(lián)結(jié)組同名端同名端概念對(duì)繞在同一個(gè)鐵心柱上的高、低壓繞組，通電后，鐵心中磁通交變，在兩個(gè)繞組中都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)。設(shè)在某一瞬時(shí)，高壓繞組某一端電位為正，則低壓繞組也必然有一個(gè)電位為正的對(duì)應(yīng)端，這兩個(gè)對(duì)應(yīng)的同極性端。同名端的判定

高、低壓繞組的感應(yīng)電勢(shì)與它們的繞向（或同名端）、端子標(biāo)號(hào)（繞組端子的首、末端的標(biāo)法）都有關(guān)系單相變壓器聯(lián)結(jié)組別兩繞組電勢(shì)同相，即高、低壓繞組電勢(shì)同時(shí)位于12點(diǎn)鐘，稱做I/I-12。兩繞組電勢(shì)反相，即高、低壓繞組電勢(shì)相位相差1800，稱做I/I-6。其中I/I表示高、低壓繞組是單相繞組，12和6表示兩繞組電勢(shì)的相位關(guān)系。返回三相變壓器的聯(lián)結(jié)組

三相變壓器的聯(lián)結(jié)組仍用時(shí)鐘法表示?？梢钥闯?，三相變壓器的聯(lián)結(jié)組將不僅與繞組的同名端和端子標(biāo)號(hào)有關(guān)系，還將與三相繞組的聯(lián)結(jié)方式有關(guān)系。聯(lián)結(jié)組別的書寫形式

用大、小寫的英文字母分別表示高、低壓繞組的聯(lián)結(jié)方式。星形用Y或y表示，有中線引出用YN或yn表示，三角形用D或d表示。在英文字母后面寫出標(biāo)號(hào)數(shù)字，表示高、低壓繞組的相應(yīng)線電勢(shì)間相位關(guān)系，用時(shí)鐘法確定即可。

聯(lián)結(jié)組別的判斷方法和步驟根據(jù)繞組聯(lián)結(jié)方法畫出繞組連接圖，標(biāo)明高壓側(cè)各相繞組的同名端，根據(jù)高壓側(cè)的同名端標(biāo)明同一鐵心柱上的低壓側(cè)的同名端；標(biāo)明高壓側(cè)相電勢(shì)、、的正方向和低壓側(cè)相電勢(shì)、、的正方向；作高壓側(cè)相電勢(shì)的相量圖；再根據(jù)同名端和端子標(biāo)號(hào)來確定低壓側(cè)相電勢(shì)的相量位置。對(duì)于不同的聯(lián)結(jié)方式畫出高壓側(cè)任一線電勢(shì)和其相對(duì)應(yīng)的低壓側(cè)線電勢(shì)的相量位置，再根據(jù)它們的相位差，按時(shí)鐘法確定聯(lián)結(jié)組別