第十章 实用变压器外文翻译资料

第十章

实用变压器

10.0简介

在第9章中，我们研究了理想的变压器并发现了其基本属性。 然而，在现实世界中，变压器不是理想的，因此我们必须修改简单的分析以考虑这一点。 因此，实际变压器的绕组具有电阻，并且芯不是不可渗透的。 更重要的是，由主要产生的电影不完全被次要的。 因此，必须考虑泄漏磁通。 最后，铁芯产生涡流和磁滞损耗，这有助于变压器的温度上升。

在本章中，我们发现实际变压器的特性可以由包括理想变压器和电阻和电抗的等效电路来描述。 等效电路从基本概念发展而来。 这使我们能够计算诸如电压调节和并联连接的串联器的行为的特性。 每单位方法也用于说明其模式应用。

10.1具有不完美磁芯的理想变压器

在上一章中研究的理想变压器具有无限可渗透的芯。 如果这样的完美磁芯被具有滞后和涡流损耗并且磁导率相当低的铁芯代替，会发生什么？ 我们可以通过两个电路元件R_m和X_m与理想变压器的初级端子（图10.1a）并联来表示这些缺陷。 初级由产生电压E₁的源Eg激励。

电阻R_m表示它们的铁损耗及其产生的热量。 为了提供这些损耗，从线路提取小电流I_f。 该电流与E₁同相（图10.1b）。

磁化电抗X_m是变压器磁芯的磁导率的量度。 因此，如果磁导率低，则X _m是相当低的。 流过X_m的电流I_m表示电流在磁芯中产生磁通Phi;m所需的磁化电流。 这个电流落后于E₁的90^o。

图10.1a 由电抗X_m和电阻R_m表示的不完全磁芯

阻抗R_m和X_m的值可以通过在无大声条件下将变压器连接到交流源并测量其吸收的有功功率和无功功率来实验性地找到。 然后应用以下等式：

R_m = E₁² / P_m （10.1）

X_m = E₁²/ P_m （10.2）

R_m =表示铁损耗的电阻[Omega;]

X_m =初级绕组的励磁电抗[Omega;]

E₁ =初级电压[V]

P_m =铁损[W]

Q_m =设置互感的无功功率Phi;_m[var]

在不完美核中产生磁通Phi;_m所需的总硬度等于I_f和I_m的相量之和。 它被称为励磁电流I_o。 它通常是满载电流的一小部分。 对于这种不太理想的空载时的相量图

图10.1b空载变压器的相量图

图10.2a

见例10-1

变压器是显示在Fig.10.1b，磁通量Phi;_m峰值再次给予Eq.9.2:

Phi;_m = E₁ /（4.44fN₁) (9.2)

例10-1

一个运行在空载变压器的励磁电流一大吸引5次连接到120伏，60赫兹的电源（图10.2a）。从瓦特计试验可知，铁损相等於180W *。

计算

a.由核心吸收的无功功率

b. R_m和X_m的价值

c. I_fI_m和Io的价值

解决方案

提供给核心的视在功率是

S_m=E₁I_o = 120times;5

= 600VA

铁的损失是

P_m = 180w

铁芯吸收的无功功率为

b. 阻抗对应的铁损是

R_m=E₁²/P_m=120²/180

=80Omega;

磁化电抗为

X_m=E₁²/Q_m=120²/572

=25.2Omega;

c. 必要供应铁耗电流是

I_f=E₁/R_m=120/80

=1.5A

磁化电流为

I_m=E1/X_m=120/25.2

=4.8A

励磁电流I_o为

相量图如图10.2b

图10.2b相量图

10.2带有松耦合的理想变压器

我们刚刚看到了一个理想的变压器当它有一个不完美的核心时的行为。 我们现在假设一个变压器具有完美的磁芯，但它的主要和次级绕组之间松耦合。 我们还假设初级和次级绕组具有可忽略的电阻，匝数为N₁，N₂。

考虑图1中的变压器。 10.3连接到源E_g并在空载下运行。 电压

图10.3变压器具有无级磁芯无负载

横跨主要的是E_p，它在核心中建立了一个相互磁通Phi;_mia。 该通量在E_p后滞后90°，其峰值由Phi;_m1a= E_p /（4.44fN₁）给出。 由于磁芯是无限可变的，并且因为它没有松动，空载电流I₁ = 0。电压E₂由E₂ =（N₂ / N₁）E_p给出。 由于电流为零，没有mmf可用于通过与初级相连接来驱动磁通。

现在让我们在负载Z连接次级，保持源电压E_p固定（图10.4）。 这个简单的操作产生了一系列事件，我们列出如下：

图10.4负载下变压器产生的磁通和漏磁通

漏磁通是由于线圈之间的不完善。

1. 电流I₁和I₂立刻开始在初级和次级绕组流。它们与理想的变压器方程有关

I₁/I₂ = N₂/N₁；因此N₁I₁ = N₂I₂

2. I₂产生一个mmfN₂I₁而I₁产生磁动势N₁I₁。这些磁动势相等和间接反对因为当I₁流入极性标记的终端3。

3. MMF N₂I₂一共产生交流磁通Phi;2。2部分对Phi;（Phi;_m2）与初级绕组，而另一部分的链接（Phi;_f2）不。流量Phi;f₂称为次级漏磁

4．同样，mmf N₁I₁一共产生交流磁通Phi;₁。一一部分Phi;₁（Phi;_m1）与次级绕组连接，而另一部分（Phi;_f1）不。流量Phi;_f1称为初级漏磁

由于I₁和I₂扰乱磁场Phi;_m1a存在的核心在负载连接的磁动势。问题是我们如何分析这种新情况

参考图10.4，原因如下

首先，由I₁产生的总磁通量由两部分组成：新的Phi;_m1和漏磁通Phi;f1。 （图10.4中的相互磁通Phi;_m1与图10.3中的Phi;_m1a不同）

其次，由I₂产生的总磁通由互相磁通Phi;_m2和漏磁通Phi;_f2组成。

第三，我们将Phi;_m1和Phi;_m2组合成单个相互磁通Phi;_m（图10.5）。 这种相互通量是由主和次级mmfs的联合作用产生的。

第四，我们注意到初级漏磁通Phi;_f1由N₁I₁产生，而次级漏磁通由N1I2产生。 因此，漏磁通Phi;_f1与I₁同相，漏磁通Phi;_f2与I₂同相。

第五，电压E_f2感应次级实际上由两部分组成：

1. 由漏磁通Phi;_f2引起的电压E₁₂由下式给出

E_f2=4.44fN₂Phi;_f2 （10.3）

图10.5 变压器具有两个漏磁通和一个相互通量

1. 由相互通量Phi;m引起的电压E2由下式给出

E₂=4.44fN₂Phi;_m (10.4)

一般来说，E_f2和E₂不同相。

类似地，在原语中引入的电压E2由两部分组成：

1. 由相互磁通Phi;_f1引起的电压E_f1由下式给出

E_f1=4.44fN₁Phi;_f1 (10.5)

1. 由相互磁通Phi;_m引起的电压E₁由下式给出

E₁=4.44fN₁Phi;_m (10.6)

第六，感应电压E_p =施加电压E_g，

使用这六个基本事实，我们现在开始开发变压器的等效电路。

10.3一次和二次泄漏电抗

通过重新排列变压器电路，我们可以更好地识别四个感应电压E₁，E₂，E_f1和E_f2，如图3所示。 10.6。 因此，次级绕组被牵拉两次以显示更清楚地发散，N ₂匝由两个通量Phi;_f2和Phi;_m链接。 这种重新排列不会改变感应电压的值，但它确实使每个电压本身突出。 因此，变得清楚

图10.6分离由于相互磁通和漏磁通引起的各种感应电压

图10.7初级绕组和次级绕组的电阻和漏电抗

E_f2实际上是电抗上的电压降。 该次级漏电抗X_f2由下式给出

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