10-4 變壓器原理

1.?變壓器

(1)?變壓器由兩個耦合線圈繞在一個共同的鐵心上制成，其中一個線圈作為輸入端口，接入電源后形成的回路稱為原邊回路；另一個線圈作為輸出端口，接入負載后形成的回路稱為副邊回路。

(2)?變壓器工作在線性段的電路模型如圖。

2.?分析方法

(1)?方程法分析

①　變壓器的原邊與副邊的回路方程如圖，其中Z11=(R1+jωL1)稱為原邊回路阻抗，Z22=(R2+R)+j(ωL2+X)稱為副邊回路阻抗。

②　通過計算原邊與副邊的回路方程，可以得出原邊等效電路與副邊等效電路如圖。

(2)?原邊等效電路

①　原邊等效電路中，Zl=(ωM)^2/Z22=Rl+jXl為副邊對原邊的引入阻抗，表示副邊回路通過互感反映到原邊的等效阻抗，其中：

Rl為引入電阻，符號恒為正，表示副邊回路吸收的功率是靠原邊供給的；

Xl為引入電抗，負號反映引入電抗與副邊電抗的性質(zhì)相反。

②　當副邊開路時，副邊電流為零，輸入阻抗就等于原邊的阻抗Zin=Z11。

③　原副邊雖然沒有電的聯(lián)接，但互感的作用使副邊產(chǎn)生電流，而這個電流又影響原邊的電流和電壓。

④　電源發(fā)出的有功功率，一部分消耗在原邊上(P1=I1^2*R1)，而另一部分消耗在副邊上(P2=I1^2*Rl)。

(3)?副邊等效電路如圖，其中Uoc為副邊開路時，原邊電流在副邊產(chǎn)生的互感電壓；(ωM)^2/Z11為原邊對副邊的引入阻抗。

例1：求變壓器負載以及其獲得的有功功率

例2：求原邊電流和副邊電流

?例3：求原邊的輸入阻抗

?例4：求變壓器負載獲得最大功率時的阻值以及最大功率

?例5：求變壓器負載獲得最大功率時的阻值以及最大功率