控制电机总复习课件

总复习总复习课程主要内容课程主要内容1 1、直流伺服电动机、直流伺服电动机2 2、交流伺服电动机、交流伺服电动机3 3、步进电机、步进电机4 4、变压器、变压器5 5、测速发电机、测速发电机6 6、自整角机、自整角机7 7、旋转变压器、旋转变压器 2 第第1 1章章 直流伺服电动机直流伺服电动机 E1.1.电压平衡方程式电压平衡方程式电压平衡方程式电压平衡方程式 励磁电路：励磁电路：Uf=Rf If电枢电路：电枢电路：Ua=EaRaIaMIfIaUaUf Ra电枢绕组总电阻，包括电刷的接触电阻。电枢绕组总电阻，包括电刷的接触电阻。Te=CT Ia电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩 电压平衡方程式电压平衡方程式电压平衡方程式电压平衡方程式Te=TL=T0T231.1.额定电压额定电压额定电压额定电压 U UN N发电机的发电机的UN：指输出电压的额定值。：指输出电压的额定值。电动机的电动机的UN：指输入电压的额定值。：指输入电压的额定值。2.2.额定电流额定电流额定电流额定电流 I IN N发电机的发电机的 IN：指输出电流的额定值。：指输出电流的额定值。电动机的电动机的IN：指输入电流的额定值。：指输入电流的额定值。3.3.额定功率额定功率额定功率额定功率 P PNN发电机的发电机的PN：指输出电功率的额定值：指输出电功率的额定值(UNIN)。电动机的电动机的PN：指输出机械功率的额定值：指输出机械功率的额定值(UNINN)。4.4.额定转速额定转速额定转速额定转速 n nN N2.直流电机的额定值直流电机的额定值43、直流电动机的调速方法、直流电动机的调速方法 E CE n=UaRa Ia CE =（1 1 1 1）改变）改变）改变）改变UaUa；（2 2 2 2）改变）改变）改变）改变R Rtj tj；EMIfIaUaUfRtj（3 3 3 3）改变）改变）改变）改变；4、改变直流电动机的转向的方法、改变直流电动机的转向的方法5、使用中必须注意的问题、使用中必须注意的问题56、直流伺服电动机的机械特性及调节特性、直流伺服电动机的机械特性及调节特性n=Ua CE Ra CECT 2Te 当当Ua、Ra、If=常数时：常数时：n=f(T)机械特性机械特性=n0 Te=n0n 机械特性机械特性OTenn0Td（1 1）.理想空载转速：电磁转矩理想空载转速：电磁转矩T=0 no=Ua CE电机空载时有空载阻转矩，电机空载时有空载阻转矩，n0为为“理想理想”6n=Ua CE Ra CECT 2Te 当当Ua、Ra、If=常数时：常数时：n=f(T)机械特性机械特性=n0 Te=n0n =dn dTeRaCECT 2=1 机械特性的硬度机械特性的硬度OTenn0Td（2 2）.斜率斜率7n=Ua CE Ra CECT 2Te 当当Ua、Ra、If=常数时：常数时：n=f(T)机械特性机械特性=n0 Te=n0n 一、机械特性一、机械特性OTenn0Td Td=Ua RaCT堵转转矩堵转转矩3.3.堵转转矩堵转转矩n=08调节特性：转速随控制电压变化的关系调节特性：转速随控制电压变化的关系负载为常数时的调节特性负载为常数时的调节特性OUcnn=Ua CE Ra CECT 2Ts Uao=Ua RaCT Ts Uao=当当n=0时时始动始动电压电压死区死区负载越大，始动电压越大，死区越大负载越大，始动电压越大，死区越大当当时时电机转速始终为零电机转速始终为零9一、脉振磁场的特点一、脉振磁场的特点（1）对某一瞬时而言，气隙各点的磁通密度沿）对某一瞬时而言，气隙各点的磁通密度沿定子内圆周做正弦分布；定子内圆周做正弦分布；（2）对气隙某一点而言，磁通密度随时间做正）对气隙某一点而言，磁通密度随时间做正弦分布；弦分布；Oft 一个脉振磁场可以分解成两 个幅值相等，转速相同，转向相反的圆形旋转磁场。第第2 2章章 交流伺服电动机交流伺服电动机10=sinm1tIi()-=90sinm2tIiw ww w设设NK=Nf当两相对称电流通入两相对称绕组时，会产生一个旋当两相对称电流通入两相对称绕组时，会产生一个旋转磁场，旋转磁场的磁密在空间按正弦规律分布，幅转磁场，旋转磁场的磁密在空间按正弦规律分布，幅值恒定不变，而磁密在空间的位置却以同步转速值恒定不变，而磁密在空间的位置却以同步转速ns在在旋转旋转圆形旋转磁场。圆形旋转磁场。二、圆形旋转磁场的产生二、圆形旋转磁场的产生二、圆形旋转磁场的产生二、圆形旋转磁场的产生两相不对称电流产生两个等速、不等幅、相向两相不对称电流产生两个等速、不等幅、相向旋转圆形磁动势。合成椭圆形磁动势。旋转圆形磁动势。合成椭圆形磁动势。111.1.转向：从通入超前电流的绕组轴线转向通入落后电转向：从通入超前电流的绕组轴线转向通入落后电流的绕组轴线。流的绕组轴线。2.2.幅值：是变化的。幅值：是变化的。3.3.转速：同步转速也是转速：同步转速也是n ns s。但在一周内不均匀，短轴附近快，长轴附近慢。但在一周内不均匀，短轴附近快，长轴附近慢。4.4.越接近越接近0 0或或 越偏离越偏离9090o o，椭圆度越大。，椭圆度越大。三、三、椭圆旋转磁场的特点椭圆旋转磁场的特点12(3)将两个转向一致的圆形旋转磁场合并：剩下一个与原椭圆磁场转向相反，幅值为剩下一个与原椭圆磁场转向相反，幅值为21B+=(1-)21+Bfm幅值为幅值为B-=21-Bfm Bfm+Bfm=+BB+B-13结论：一个椭圆旋转磁场可以分解为两个转速相结论：一个椭圆旋转磁场可以分解为两个转速相等、转向相反、幅值不同的圆形旋转磁场。等、转向相反、幅值不同的圆形旋转磁场。磁场的椭圆度越小（即磁场的椭圆度越小（即 越接近越接近1，越接近越接近90），反向旋转磁场就越小，而正向旋转磁场就越），反向旋转磁场就越小，而正向旋转磁场就越大。大。磁场椭圆度越大（即磁场椭圆度越大（即 接近接近0，越接近越接近0），），则反向旋转磁场就越大，正向旋转磁场就越小。则反向旋转磁场就越大，正向旋转磁场就越小。当控制绕组中的电流为当控制绕组中的电流为0，即，即=0，成为脉振磁，成为脉振磁场时，正、反向旋转磁场幅值才相等。场时，正、反向旋转磁场幅值才相等。14图图（a）、（）、（b）、（）、（c）为不同转子电阻时，脉振磁场作为不同转子电阻时，脉振磁场作用下电机的机械特性。图用下电机的机械特性。图（c）中中sm1，电机不会产生自转现象，电机不会产生自转现象，当控制电压取消，电机变为单相运行时，电机就立刻产生制动当控制电压取消，电机变为单相运行时，电机就立刻产生制动转矩，使电机停转。转矩，使电机停转。r2a r2b r2casTcsTbsT1110202200202 为了消除自转现象，交流伺服电动机单相供电时的机械为了消除自转现象，交流伺服电动机单相供电时的机械特性必须如图特性必须如图（c c）所示，显然这也就要求有相当所示，显然这也就要求有相当大的转子电阻大的转子电阻。四四.零信号时的机械特性和无零信号时的机械特性和无“自转自转”现象现象交流伺服电机的转子电阻做的很高，原因是？交流伺服电机的转子电阻做的很高，原因是？交流伺服电机的转子电阻做的很高，原因是？交流伺服电机的转子电阻做的很高，原因是？15.幅值控制幅值控制保持保持=90o和和Uf=UN，改变，改变Uk的大小。的大小。.相位控制相位控制保持保持Uk=Uf=UN，改变，改变 的大小。的大小。.幅相控制幅相控制同时改变同时改变uk的大小和相位。的大小和相位。交流伺服电动机的功率和频率：交流伺服电动机的功率和频率：0.1100W，50Hz、400Hz等。等。五、五、伺服电动机的控制方式伺服电动机的控制方式16第第4章章步进电动机步进电动机概念问题概念问题1 1 1 1、步进电动机的运行原理。何谓步进角？、步进电动机的运行原理。何谓步进角？、步进电动机的运行原理。何谓步进角？、步进电动机的运行原理。何谓步进角？步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号步进电机是利用电磁铁原理，将脉冲信号转换成线位移或角位移的电机。每来一个转换成线位移或角位移的电机。每来一个电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移电脉冲，电机转动一个角度，带动机械移动一小段距离。动一小段距离。每每来来一一个个脉脉冲冲，转转子子转转过过的的空空间间角角度度，称称为为步步矩角。矩角。b=360Zr N172 2 2 2、什么叫反应式步进电动机的静稳定及稳定平衡点、什么叫反应式步进电动机的静稳定及稳定平衡点、什么叫反应式步进电动机的静稳定及稳定平衡点、什么叫反应式步进电动机的静稳定及稳定平衡点？理想空载的反应式电动理想空载的反应式电动机某一相控制绕组通电时，机某一相控制绕组通电时，转子失调角只要不超过转子失调角只要不超过180o，一旦外力取消，在，一旦外力取消，在T 的作用下，转子将回到初的作用下，转子将回到初始稳定平衡位置。始稳定平衡位置。T e0o90o180o-180o-90o原点为原点为初始平衡初始平衡位置位置空载静稳定区空载静稳定区-这个区域就称为这个区域就称为A A相通相通电时的静稳定区，电时的静稳定区，=0=0 称为稳称为稳定平衡点定平衡点183 3 3 3、空载时，步进运行的条件是什么？负载时步进运、空载时，步进运行的条件是什么？负载时步进运、空载时，步进运行的条件是什么？负载时步进运、空载时，步进运行的条件是什么？负载时步进运行的条件又是什么？行的条件又是什么？行的条件又是什么？行的条件又是什么？空载时步进运行的条件是转子每前进一步，最后停空载时步进运行的条件是转子每前进一步，最后停留的位置必须在动稳定区内，即静稳定区与动稳定区留的位置必须在动稳定区内，即静稳定区与动稳定区必须要有所重叠。必须要有所重叠。负载时步进运行的条件有负载时步进运行的条件有（1）转子每前进一步，最后）转子每前进一步，最后停留的位置必须在动稳定区内；（停留的位置必须在动稳定区内；（2）在转子每一步停）在转子每一步停留的位置上，下一步通电时的转子静转矩要比负载转留的位置上，下一步通电时的转子静转矩要比负载转矩大。矩大。194 4 4 4、怎样改变步进电动机的转向？、怎样改变步进电动机的转向？、怎样改变步进电动机的转向？、怎样改变步进电动机的转向？改变通电相序可改变步进电动机的转向。改变通电相序可改变步进电动机的转向。5 5 5 5、怎样确定步进电动机的转速大小？它与负载转矩、怎样确定步进电动机的转速大小？它与负载转矩、怎样确定步进电动机的转速大小？它与负载转矩、怎样确定步进电动机的转速大小？它与负载转矩大小有关系吗？大小有关系吗？大小有关系吗？大小有关系吗？转速与频率成正比与拍数成反比，与负载大小无关。转速与频率成正比与拍数成反比，与负载大小无关。n=60 fZr N20计算与分析计算与分析1、一、一台五相十拍运行的步进电动机，转子齿数台五相十拍运行的步进电动机，转子齿数ZR48，在，在A相绕组中测得电流频率为相绕组中测得电流频率为60HZ，求：，求：（1）电机的步距角；（）电机的步距角；（2）转速；）转速；（3）该电机运行在五相五拍方式时的步距角、转速；）该电机运行在五相五拍方式时的步距角、转速；（4）设单相通电时矩角特性为正弦形，其幅值为）设单相通电时矩角特性为正弦形，其幅值为3Nm，求三相通电时的最大静转求三相通电时的最大静转矩矩Tjmax(ABC)。b=0.75 360 ZrN 360 4810（1 1）（2 2）n=r/min=750r/min600060481060fZrN（3 3）b=1.5 360 ZrN 360 485n=r/min=1500r/min60006048560fZrN21（4 4）22P267P267第八题第八题（1 1）AABBBC设通电顺序为设通电顺序为CCDDDA（2 2）（3 3）T eTABTATB45o90o0o-180o180o23（4 4）24一台三相反应式步进电动机，采用三相一台三相反应式步进电动机，采用三相六拍运行方式，转子齿数六拍运行方式，转子齿数Zr=40，脉冲电源频率为，脉冲电源频率为800Hz。(1)写出一个循环的通电顺序；写出一个循环的通电顺序；(2)求电动机的步距求电动机的步距角角 b；(3)求电动机的转速求电动机的转速n；(4)求电动机每秒钟转过求电动机每秒钟转过的机械角度的机械角度。(5)求三相六拍运行方式下的极限启动转矩。求三相六拍运行方式下的极限启动转矩。解：解：(1)因为采用三相六拍运行方式，通电顺序为：因为采用三相六拍运行方式，通电顺序为：UUVVVWWWU或或UUWWWVVVU(2)三相六拍运行方式时，三相六拍运行方式时，N=6，故，故 b=1.5 360 ZrN 360 406(3)电动机的转速为电动机的转速为n=r/min=200r/min8006040660fZrN25(4)每秒钟转过的机械角度为每秒钟转过的机械角度为=Ni b=8001.5=1200 =360=360=1200 20060n 60(5)(5)求三相六拍运行方式下的极限启动转矩。求三相六拍运行方式下的极限启动转矩。Tq=TjmcosN=Tjmcos6=0.866TjmT eTABTATB60o120o0o-180o180o26 第第5 5章章 测速发电机测速发电机 （1 1 1 1）直流电势、电磁转矩）直流电势、电磁转矩）直流电势、电磁转矩）直流电势、电磁转矩E=n pN 60a Te=CT IaE=CE n CT=CE=9.55CE602（2 2 2 2）输出特性）输出特性）输出特性）输出特性onUaRL1RL2若若若若、R Ra a 和和和和 R RL L都能保持为常数，则都能保持为常数，则都能保持为常数，则都能保持为常数，则 ，随负载电阻，随负载电阻，随负载电阻，随负载电阻的减小，输出特性的斜率变小，因此负载电阻不宜过小。的减小，输出特性的斜率变小，因此负载电阻不宜过小。的减小，输出特性的斜率变小，因此负载电阻不宜过小。的减小，输出特性的斜率变小，因此负载电阻不宜过小。补充补充1 127（3 3 3 3）直流测速发电机的电路模型）直流测速发电机的电路模型）直流测速发电机的电路模型）直流测速发电机的电路模型MIfIaUaUfE（4 4 4 4）电刷和换向器的作用？）电刷和换向器的作用？）电刷和换向器的作用？）电刷和换向器的作用？发电机：由于电刷和换向器的作用，把电枢绕组内部发电机：由于电刷和换向器的作用，把电枢绕组内部的大小和方向均变化的交流电转换成外部方向不变的的大小和方向均变化的交流电转换成外部方向不变的直流电。直流电。电动机：由于电刷和换向器的作用，实现了电枢绕组电电动机：由于电刷和换向器的作用，实现了电枢绕组电流的换向，从而产生方向不变的电磁转矩，使电动机连流的换向，从而产生方向不变的电磁转矩，使电动机连续转动。续转动。28（5 5）直流测速发电机的误差及其减小的方法）直流测速发电机的误差及其减小的方法直流测速发电机的误差是由于直流测速发电机的误差是由于直流测速发电机的误差是由于直流测速发电机的误差是由于电枢反应、温度、电刷电枢反应、温度、电刷电枢反应、温度、电刷电枢反应、温度、电刷接触电阻、纹波、延迟换向去磁接触电阻、纹波、延迟换向去磁接触电阻、纹波、延迟换向去磁接触电阻、纹波、延迟换向去磁等的影响。等的影响。等的影响。等的影响。291.1.一台一台CYCY系列直流测速发电机，额定电枢电压为系列直流测速发电机，额定电枢电压为110V110V，额定转速为额定转速为1500r/min1500r/min，电机回路电阻为，电机回路电阻为50,50,负载电阻负载电阻为为10001000，求，求（1 1）电枢电动势；（）电枢电动势；（2 2）当转速为）当转速为10001000r/minr/min时的电枢电动势和输出电压。时的电枢电动势和输出电压。解解计算与分析计算与分析30交流测速发电机交流测速发电机1 1、交流测速发电机的工作原理交流测速发电机的工作原理U20=E20=j4.44f W22m=j4.44f W2C1C2n10m =C1C2nU1 W2W1结论：结论：U20 n。u20与与u1同频率、同相位同频率、同相位(或反相）。或反相）。31设一台直流电动机原来运行情况为：设一台直流电动机原来运行情况为：电机端电压电机端电压Ua=110V,Ea=90V，Ra=20，Ia=1A,n=3000r/min，若负载转矩不变，若负载转矩不变(1)如电源电压降低一半，如电源电压降低一半，转速将降低到原来的百分之几转速将降低到原来的百分之几?(2)如果在电枢回路串如果在电枢回路串Rtj=40，转速将降低到原来的百分之几？，转速将降低到原来的百分之几？（3）如果把励磁回路的调节电阻）如果把励磁回路的调节电阻Rfj增加，使增加，使减小减小10%，如负，如负载转矩不变，问转速如何变化？载转矩不变，问转速如何变化？解：解：（2）因为负载转矩不变）因为负载转矩不变，所以所以Ia不变，且不变，且也不变也不变即转速降为原来的即转速降为原来的56%56%32设一台直流电动机原来运行情况为：设一台直流电动机原来运行情况为：电机端电压电机端电压Ua=110V,Ea=90V，Ra=20，Ia=1A,n=3000r/min，若负载转矩，若负载转矩不变不变(1)如电源电压降低一半，如电源电压降低一半，转速将降低到原来的百转速将降低到原来的百分之几分之几?(2)如果在电枢回路串如果在电枢回路串Rtj=40，转速将降低到原来，转速将降低到原来的百分之几？（的百分之几？（3）如果把励磁回路的调节电阻）如果把励磁回路的调节电阻Rfj增加，使增加，使减小减小10%，如负载转矩不变，问转速如何变化？，如负载转矩不变，问转速如何变化？解：解：（3）因为负载转矩不变）因为负载转矩不变，但但减小，所以减小，所以Ia应增加应增加即转速增加了即转速增加了8%8%33第第6章章自整角机自整角机概念问题概念问题 （1 1 1 1）自整角机在控制系统作用是？）自整角机在控制系统作用是？）自整角机在控制系统作用是？）自整角机在控制系统作用是？在自动控制系统中，常常需要实现两系统之间机械转在自动控制系统中，常常需要实现两系统之间机械转在自动控制系统中，常常需要实现两系统之间机械转在自动控制系统中，常常需要实现两系统之间机械转轴上转角的传递。当两系统之间的距离较远时，机械轴上转角的传递。当两系统之间的距离较远时，机械轴上转角的传递。当两系统之间的距离较远时，机械轴上转角的传递。当两系统之间的距离较远时，机械上的直接连接比较困难，在这种情况下自整角机实现上的直接连接比较困难，在这种情况下自整角机实现上的直接连接比较困难，在这种情况下自整角机实现上的直接连接比较困难，在这种情况下自整角机实现电的联系，使机械上不相连接的两轴或多轴系统之间，电的联系，使机械上不相连接的两轴或多轴系统之间，电的联系，使机械上不相连接的两轴或多轴系统之间，电的联系，使机械上不相连接的两轴或多轴系统之间，能够自动保持相同的转角变化，实现同步跟随。能够自动保持相同的转角变化，实现同步跟随。能够自动保持相同的转角变化，实现同步跟随。能够自动保持相同的转角变化，实现同步跟随。自整角机的分类？定转子的结构特点，自整角机的分类？定转子的结构特点，接收机发送机能否对调使用？接收机发送机能否对调使用？34.BjD3D1D2D3D2D1ZKFZKBUjZ1Z25030Z1Z2(1)画出自整角变压器转子的协调位置；画出自整角变压器转子的协调位置；（2）求失调角）求失调角.B50.B505030=20新协调新协调位置位置计算与分析计算与分析35.Bj.B50.B80D3D1D2D3D2D1ZKFZKBUjZ1Z2503030U2Z1Z220新协调新协调位置位置80=1036第第7 7章章 旋转变压器旋转变压器一、正余弦变压器的工作原理一、正余弦变压器的工作原理 二、负载后输出特性的畸变二、负载后输出特性的畸变 三、副边补偿的正余弦变压器三、副边补偿的正余弦变压器 四、原边补偿的正余弦变压器四、原边补偿的正余弦变压器 五、原、副边补偿的正余弦变压器五、原、副边补偿的正余弦变压器 六、线性旋转变压器六、线性旋转变压器 37计算与分析计算与分析4.说明液面位置指示器的工作原理。说明液面位置指示器的工作原理。381 1、变压器的等值电路和相量图变压器的等值电路和相量图变压器的等值电路和相量图变压器的等值电路和相量图U1=E1Z1I0U2=E2+E2 R2I2=E2(R2jX2)I2=E1(R1jX1)I0ZLR1X1 X2 R2E1E2U1 U2I1I2方框部分反映原副边的磁耦合，非线性，若能简化为方框部分反映原副边的磁耦合，非线性，若能简化为一个电路等效，可方便分析。一个电路等效，可方便分析。第第4 4章章 变压器变压器 39ZL R1X1 X2 R2 RmXmZL R1X1 X2 R2 二、二、T形等效电路形等效电路 U2=E2 Z2 I2 U1=E1+Z1I1E1E2 U1 U2 I1因因E1=E2 U1 U2 I1I2 ImE1=E2 I2 40等效漏阻抗等效漏阻抗或短路阻抗或短路阻抗ZL X1 X2 R1R2 RmXm三、近似和简化等效电路三、近似和简化等效电路 U1 U2 I1I2 ImZL XSRSU1 U2 I2 I1=I2 ZL R1X1 X2 R2 RmXmE1=E2 U1 U2 I1I2 ImZS=(R1R2)j(X1 X2)=RSjXS 当二次侧短路时，即当二次侧短路时，即Z L=0，变压器的短路阻抗就是等效漏，变压器的短路阻抗就是等效漏阻抗阻抗，RS即为短路电阻即为短路电阻，XS为短路电抗，为短路电抗，ZS为短路参数。为短路参数。41变压器的参数测定（一）、变压器的空载试验（一）、变压器的空载试验AWVVU1 N1N2 单相变压器空载试验接线图单相变压器空载试验接线图 求铁损耗求铁损耗PFe、电压比、电压比k、励磁阻抗、励磁阻抗Zm。空载试验一般在低压侧进行，高压绕组作为二空载试验一般在低压侧进行，高压绕组作为二次绕组，输出端开路。次绕组，输出端开路。R1X1 X2 R2 RmXmU1 I1Im421.1.铁损耗铁损耗铁损耗铁损耗 P PFeFe空载时：空载时：P0=RmI02R1I02RmI02PFe=P02.2.励磁电阻励磁电阻励磁电阻励磁电阻 R Rmm、励磁电抗、励磁电抗、励磁电抗、励磁电抗X Xmm 和励磁阻抗和励磁阻抗和励磁阻抗和励磁阻抗 Z Zmm3.3.电压比电压比电压比电压比 k kU1 U2空载时：空载时：k=；励磁阻抗：励磁阻抗：|Zm|=|Z1|Zm|U0I0励磁电阻：励磁电阻：Rm=PFeI0P0I022励磁电抗：励磁电抗：Xm=|Zm|2Rm2若是在低压侧进行，折算到高压侧参数若是在低压侧进行，折算到高压侧参数=k2折算到低压侧参数。折算到低压侧参数。R1X1 X2 R2 RmXmU0 I0Im43WVU1 N1N2AAWA 三相变压器空载试验接线图三相变压器空载试验接线图 三相变压器空载实验测得电压和电流都是线值；三相变压器空载实验测得电压和电流都是线值；所测功率是三相总功率；所测功率是三相总功率；用相电压、相电流和单相功率计算励磁参数和用相电压、相电流和单相功率计算励磁参数和相电压比。相电压比。44（二）、变压器的短路试验（二）、变压器的短路试验短路试验一般在高压侧进行，低压绕组作为二短路试验一般在高压侧进行，低压绕组作为二次绕组，输出端短路。为控制短路电流，应降低次绕组，输出端短路。为控制短路电流，应降低电压进行。电压进行。AWVUS N1N2 单相变压器短路试验接线图单相变压器短路试验接线图 *求额定铜损求额定铜损PCuN、短路阻抗、短路阻抗ZS、阻抗电压、阻抗电压USU1 R1X1 X2 R2 RmXmE1=E2 I1Im451.1.额定铜损耗额定铜损耗额定铜损耗额定铜损耗 P PCuNCuN短路时：短路时：PS=铁损耗铜损耗铁损耗铜损耗因因PFe 很小：很小：PCuN=PS2.2.短路电阻短路电阻短路电阻短路电阻 R RS S、短路电抗、短路电抗、短路电抗、短路电抗X XS S和短路阻抗和短路阻抗和短路阻抗和短路阻抗 Z ZS S 短路阻抗：短路阻抗：|ZS|=USIS 短路电阻：短路电阻：RS=R1R2=PSIS2短路电抗：短路电抗：XS=|ZS|2RS2折算到低压侧参数折算到低压侧参数=折算到高压侧参数折算到高压侧参数/k2；U1 R1X1 X2 R2 I146 三相变压器短路试验接线图三相变压器短路试验接线图 WVUS N1N2AAWA折算到低压侧参数折算到低压侧参数=折算到高压侧参数折算到高压侧参数/k2；对于三相变压器，用相值进行计算。对于三相变压器，用相值进行计算。3.3.阻抗电压阻抗电压阻抗电压阻抗电压 U US SUS U1NUS=|ZS|ZS|I1N U1N|ZS|U1N/I1N*47 【例例2】某三相变压器，一、二次绕组均为星形某三相变压器，一、二次绕组均为星形联结，已知额定值为联结，已知额定值为SN=100kV A，U1N/U2N=6/0.4kV，fN=50Hz。在低压侧做空载试验，测得额定电压时的空。在低压侧做空载试验，测得额定电压时的空载损耗为载损耗为P0=616W，空载电流为，空载电流为I0=937A。在高压侧。在高压侧做短路试验，测得额定电流时的短路损耗为做短路试验，测得额定电流时的短路损耗为PS=2010W，短路电压为额定电压的短路电压为额定电压的4.3%，试验时的室温为，试验时的室温为25 C，绕组为铜线。试求绕组为铜线。试求(1)变压器每相的励磁参数；变压器每相的励磁参数；(2)变压变压器每一相短路参数；器每一相短路参数；(3)励磁参数和短路参数的标幺值。励磁参数和短路参数的标幺值。解：解：一、二次侧的额定电流为一、二次侧的额定电流为电压比为电压比为 I1N=A=9.62ASN3U1N10010336103I2N=A=144.34ASN3U2N1001033400k=15U1NU2N60.4U1N/3U2N/348一、二次侧的阻抗基值为一、二次侧的阻抗基值为(1)由空载试验求得折算到低压侧的励磁参数为由空载试验求得折算到低压侧的励磁参数为折算到高压侧的励磁参数为折算到高压侧的励磁参数为|Z1b|=360.1 U1I16103/39.62U1N/3I1N|Z2b|=1.6 U2I2400/3144.34U2N/3I2N|Zm|=24.65 U1I0400/39.37 Rm=2.34 P0/3I02616/39.372 Xm=|Zm|2Rm=24.6522.342=24.54 2|Zm|=k2|Zm|=15224.65=5546.25 Rm=k2Rm=1522.34=526.5 Xm=k2Xm=15224.54=5521.5 49(2)由短路试验求得折算到高压侧的短路参数为由短路试验求得折算到高压侧的短路参数为RS=7.24 2010/39.622PS/3IS2US=USU1N=0.0436000V=258V*XS=|ZS|2RS2=15.4827.242=13.68|ZS|=15.48 258/39.62US/3I1N50如果用折算到低压侧的数据求标幺值，则阻抗基值如果用折算到低压侧的数据求标幺值，则阻抗基值为为|Z2b|，得到的结论将于上述方法结果完全相同。，得到的结论将于上述方法结果完全相同。Xm=15.33Xm|Z1b|5521.5360.1*|Zm|=15.4|Zm|Z1b|5546.25360.1*RS=0.024RS|Z1b|8.64360.1*XS=0.038XS|Z1b|13.68360.1*|ZS|=0.045|ZS|Z1b|16.1714.44*(3)励磁参数和短路参数的标幺值为励磁参数和短路参数的标幺值为Rm=1.462Rm|Z1b|526.5360.1*51【例例3】一台单相变压器，已知额定值为一台单相变压器，已知额定值为SN=600kV A，U1N/U2N=35/6.3kV，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参数。，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参数。解：解：实验是在高压侧测量，故所计算的参数值均以折算到高压侧实验是在高压侧测量，故所计算的参数值均以折算到高压侧短路阻抗短路阻抗 I1N=17.14ASNU1N60035实验类型电压电压/V电流电流/A功率功率/W备注备注短路短路227517.149500高压侧测量高压侧测量空载空载350000.9433300高压侧测量高压侧测量额定电流额定电流 所以所以 I1N=Is|Zs|=132.7 UsIs227517.14短路电阻短路电阻Rs=32.34 PsIs950017.142252 【例例】一台单相变压器，已知额定值为一台单相变压器，已知额定值为SN=600kV A，U1N/U2N=35/6.3kV，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参数。数。励磁阻抗励磁阻抗 实验类型电压电压/V电流电流/A功率功率/W备注备注短路短路227517.149500高压侧测量高压侧测量空载空载350000.9433300高压侧测量高压侧测量短路电抗短路电抗|Zm|=37115 UoIo350000.943励磁电阻励磁电阻Rm=3710 P0I033000.94322Xs=|Zs|2Rs=132.7232.342=128.7 2励磁电抗励磁电抗 Xm=|Zm|2Rm=37115237102=36932 253 【例例】一台单相变压器，已知额定值为一台单相变压器，已知额定值为SN=600kV A，U1N/U2N=35/6.3kV，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参数。数。实验类型电压电压/V电流电流/A功率功率/W备注备注短路短路227517.149500高压侧测量高压侧测量空载空载350000.9433300高压侧测量高压侧测量|Z1b|=2042 U1I1一次侧阻抗基值一次侧阻抗基值 短路阻抗标幺值短路阻抗标幺值 短路电阻标幺值短路电阻标幺值Zs=0.065ZsZ1b132.72042*Rs=0.0158RsZ1b32.342042*短路电抗标幺值短路电抗标幺值Xs=0.063XsZ1b128.72042*54 【例例】一台单相变压器，已知额定值为一台单相变压器，已知额定值为SN=600kV A，U1N/U2N=35/6.3kV，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参，实验数据见表。试求变压器近似等效电路参数。数。实验类型电压电压/V电流电流/A功率功率/W备注备注短路短路227517.149500高压侧测量高压侧测量空载空载350000.9433300高压侧测量高压侧测量|Z1b|=2042 U1I1一次侧阻抗基值一次侧阻抗基值 励磁阻抗标幺值励磁阻抗标幺值 励磁电阻标幺值励磁电阻标幺值Zm=18.118ZmZ1b371152042*Rm=1.81RmZ1b37102042*励磁电抗标幺值励磁电抗标幺值Xm=18.1XmZ1b369302042*如果用折算到低压侧的数据求标幺值，则阻抗基值如果用折算到低压侧的数据求标幺值，则阻抗基值为为|Z2b|，得到的结论将于上述方法结果完全相同。，得到的结论将于上述方法结果完全相同。55写在最后写在最后成功的基础在于好的学习习惯成功的基础在于好的学习习惯The foundation of success lies in good habitsThe foundation of success lies in good habits谢谢谢谢大家大家荣幸荣幸这这一路，与你同行一路，与你同行ItS An Honor To Walk With You All The WayItS An Honor To Walk With You All The Way讲师讲师：XXXXXX XXXXXX XXXX年年XXXX月月XXXX日日