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1．空载运行时各物理量正方向的规定 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 设   则  可见在相位上，e滞后于φ90°；在数值上，其有效值为  由此可得   式中，φm为交变磁通的最大值，Nl为一次绕组匝数，N2为二次绕组匝数，F为交流电的频率。 由式（2—1）及（2—2）可得 本文来自www.eadianqi.com  如略去一次绕组中的阻抗不计，则外加电源电压U1与一次绕组中的感应电动势E1可近似 看作相等，即U1≈E1，而U1与E1的参考方向正好相反，即电动势E1与外加电压U1相平衡。 在空载情况下，由于二次绕组开路，故端电压U2与电动势正好相等，即U2＝E2。 因此 U1≈E1＝4.44fN1Фm （2－3） U2＝E2=4.44fN2Фm （2－4）  式中，Ku称为变压器的变压比，简称变比，也可用K来表示，这是变压器中最重要的参数之一。 由式（2—5）可见：变压器一、二次绕组的电压与一、二次绕组的匝数成正比，也即变压器有变换电压的作用。 本文来自www.eadianqi.com 由式（2—3）可见：对某台变压器而言，f及N1均为常数，因此当加在变压器上的交流电压有效值U1恒定时，则变压器铁心中的磁通Фm基本上保持不变。这个恒磁通的概念很重要，在以后的分析中经常会用到。 3．变压器的空载电流和空载损耗 变压器空载运行时，空载电流I0一方面用来产生主磁通，另一方面用来补偿变压器空载时的损耗。为此，将I0分解成两部分，一部分为无功分量Iq，用来建立磁场，起励磁作用，与主磁通同相位；另一部分为有功分量Id，用来供给变压器铁心损耗，相位超前主磁通90°，即：  空载电流一般只占额定电流的（2～10）％，而Id<10％I0，因此I0≈Iq，所以空载电流I0主要用来建立主磁通。故近似称作励磁电流。变压器空载时没有输出功率，它从电源获取的全部功率都消耗在其内部，称为空载损耗。空载损耗绝大部分是铁心损耗P0，即磁滞损耗与涡流损耗，只有极少部分是一次绕组电阻上的铜损耗I02R，，它只占空载损耗的2％，故可认为变压器的空载损耗就是变压器的铁心损耗。 自动控制网www.eadianqi.com版权所有 3．空载运行时相量图 变压器空载运行时的电路原理图如图2—13。其中一次绕组的两个接线端用“U1”、“U2”表示，二次绕组的两个接线端用“u1”、“u2”表示。 在不计一次绕组的阻抗及变压器中的损耗时，图2—11中的空载电流I0只用来产生磁通Фm,一次绕组电路为纯电感电路，空载电流I0滞后于电压U190°，又由于感应电动势El滞后  图2－13 单相变压器电路原理图 于 电压U1180°，故E1滞后于电流I090°。另外由前面分析知道E1也滞后于Фm90°，故I0与由Фm同相位，由此可以作出理想变压器（不计损耗的变压器）空载运行时的相量图，如图2—14所示。  自动控制网www.eadianqi.com版权所有 图2－14 理想变压器空载运行相量图 例2—2：如图2—11所示，低压照明变压器一次绕组匝数N1＝660匝，一次绕组电压Ul＝220V，现要求二次绕组输出电压U2＝36V，求二次绕组匝数N2及变比Ku  解 由式（2—5）可得 通常我们把Ku>1（即U1>U2，N1>N2）的变压器称为降压变压器；Ku<1称为升压变压器。 本文来自www.eadianqi.com |
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