单相变压器负载电磁关系优化方案

【学习任务】（1）正确理解单相变压器负载运行时的电磁关系。

（2）正确理解单相变压器负载运行时的磁动势平衡关系。

微课2.2：单相变压器的负载运行

1.电磁关系

通过上述分析可知，变压器空载运行时，与空载电流相应的磁动势在铁芯里建立了主磁通。在一次侧，外施电压与反电动势及漏阻抗压降相平衡。各物理量的大小均有一定的值，电磁关系处于平衡状态。

图2－5　变压器负载运行原理图

负载时各电磁物理量的关系如下：

从功率的角度来看，上述二次电流增加引起一次电流也随着增加的现象，说明二次侧有输出功率时，一次侧相应地要输入功率。由此可知，变压器通过这种磁动势平衡和电磁感应关系进行能量的传递。

2.磁动势平衡关系

此式称为磁动势平衡方程，也可写成下面的形式，即

利用式（2－22），可以找出一、二次电流的关系，用N1除式（2－22）得

式中　——一次电流的负载分量，。

式（2－23）表明，变压器负载运行时，一次电流有两个分量，其一是产生主磁通所需要的激磁分量，其二是用于产生抵消二次磁动势影响的负载分量。后者也就是供应二次负载功率的一次电流中的负载分量。

为了分析问题方便起见，常将忽略，于是式（2－23）变为

从数值上即可认为

由此可见，一、二次侧电流与相应绕组的匝数成反比，这说明变压器在变压的同时电流的大小也随着改变，这从能量守恒的角度来看也是必然的。

3.等值电路

由变压器的基本原理图可以绘出变压器负载时的等效电路图，如图2－6所示。但这种电路图的一、二次侧之间只有磁的耦合，没有电的直接联系，其矛盾是一、二次侧的感应电动势。若引入折算法（绕组折算），便能导出既能反映变压器内部电磁关系，又便于工程计算的纯电路（等效电路）。

图2－6　负载运行时的等效电路

自测题

一、填空题

1.变压器负载运行时二次侧电流建立的二次磁动势的大小为__________。(www.xing528.com)

2.变压器负载运行时，一、二次磁动势以及合成磁动势，三者之间的关系为______________。

3.变压器负载运行时，一、二次电流的关系为__________。

4.变压器负载运行时，一次电流有两个分量，一是产生主磁通所需要的__________，二是用于产生抵消二次磁动势影响的____________。

二、选择题

1.变压器过负载能力可分为正常情况下的过负载能力和（　　）下的过负载能力。

A.事故情况　B.额定功率

C.额定电压　D.额定电流

2.变压器可以在绝缘及寿命不受影响的前提下，在负载高峰及冬季时（　　）过负载运行。

A.严重　B.适当　C.不允许　D.长时间

3.变压器负载运行时，下列磁动势的关系正确的是（　　）。

答案2.4

4.变压器负载运行时，下列磁动势的关系正确的是（　　）。

三、判断题

1.变压器端电压的变化与其负载的性质有关。（　　）

2.变压器的工作方式是交流异步电动机转子不动时的特殊运行形式。（　　）

3.一台变压器原边电压U1不变，副边接电阻性负载或接电感性负载，如负载电流相等，则两种情况下副边电压也相等。（　　）

4.变压器从空载到满载，随着负载电流的增加，变压器的铜耗也增加，但其铁耗基本不变。（　　）

四、简答题

1.变压器铁芯中的磁动势，在空载和负载时比较，有哪些不同？

2.请说明变压器负载运行时的磁动势平衡关系。