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变压器工作状态

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一.变压器空载

变压器空载:变压器原边加电压u,变压器副边断开,不接任何负载。

1.原边电压

当变压器空载时,t时刻原边N1两端电压为:

 ui=N1*(dφ11/dt)=L1*di/dt

2.磁芯磁通

当变压器空载时,t时刻磁芯磁通为: 

3.原边线圈电流:励磁电流

当变压器空载时,t时刻原边线圈电流为:

 对于理想变压器,L无穷大(磁芯磁导率无穷大),所以励磁电流无穷小。

4.副边电压

假定原、副边磁通全耦合,则N2两端的电压为:

 u2=M*(di1/dt)=N2*(dφ12/dt)

副边电压由N1线圈产生的磁通,与N2匝链产生的,所以副边N2两端的电压可以有两个计算方法:原边对副边的互感,乘以原边电流随时间变化率副边磁通(原边N1产生的磁通)随时间变化率,乘以副边匝数(电压的一般计算方法)

5.总磁通,磁芯主磁通,漏磁通

总磁通:副边开路时,通过N1的磁通(副边开路,测N1电感量为励磁电感,即总磁通所对 应的电感)

磁芯主磁通:由原边N1产生的磁通,且与副边N2匝链的磁通

漏磁通:由原边N1产生,但是不与副边N2链合的磁通(副边短路,测原边的电感量就是2倍原边漏磁通所对应的电感量;或者等于有负载情况时整个变压器的漏磁通所对应的电感量)

总磁通=磁芯主磁通+漏磁通


二.变压器负载状态

如果将副边与负载接通,变压器副边就会产生电流i2=u2/Z流经负载。电流i2在副边N2中产生磁势i2*N2将产生磁通φ2,方向与原边产生的磁通φ1相反。为了维持与空载一样的电动势e1所需要的磁通变化量φ11,必须增大输入电流保持励磁磁势i1t*N1不变。即:

  i1t*N1=i1*N1-i2*N2    所以原边电流会增大用以抵消副边电流对原边的影响

或者

  i1=i1t+i2’

变压器负载状态,原边电流=励磁电流+反射电流

其中i2’为负载反射电流,负载电流越大,则反射到初级的电流就越大。

负载阻抗反射到原边需要乘以变比的平方



三.变压器等效模型

1.励磁电感Lm

磁芯u不是无穷大,所以有一定电感量Lm,即励磁电感。

为什么励磁电感并联在变压器原边:因为原边电流=反射电流+励磁电流,所以可以看作励磁电感并联在变压器原边。

2.漏感Ls

变压器原边、副边不是全耦合,所以会有漏感Ls。

漏感为什么串联在电路中:因为原边电压=漏感电压降+有互感的磁通压降,所以可以看作漏感串联在变压器原边。

3.等效电阻R1、R2

 原边、副边线圈内阻。

4.寄生电容C

 寄生电容C可以看作分别并联在原边和副边。有线圈就有寄生电容。






END





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