第11章 变压器与电动机.ppt

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1、第11章变压器与电动机1磁路：主磁通所经过的闭合路径。i线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。：主磁通：漏磁通铁心（导磁性能好的磁性材料）线圈11.1磁路1.磁路21）磁感应强度与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线），可表示磁场内某点的磁场强弱和方向。B的单位：特[斯拉]（T）的单位：韦伯矢量2.磁场的基本物理量磁场内各点的磁感应强度的大小相等，方向相同，这样的磁场则称为均匀磁场。32）磁通单位：韦伯（Wb）B单位：特斯拉（T）磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积。称为通过该面积的磁通。单位：伏秒43）磁场强度H磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大

2、小为磁感应强度和导磁率之比。单位：B：特斯拉：亨/米：安/米54）磁导率：表征各种材料导磁能力的物理量。（亨/米）真空中的磁导率()为常数一般材料的磁导率和真空中的磁导率之比，称为这种材料的相对磁导率，则称为磁性材料，则称为非磁性材料6磁性材料的磁性能一、高导磁性指磁性材料的磁导率很高，r>>1，使其具有被强烈磁化的特性。二、磁饱和性当外磁场（或励磁电流）增大到一定值时，磁性材料的全部磁畴的磁场方向都转向与磁场的方向一致，磁化磁场的磁感应强度BJ达到饱和值。11.1.1磁性材料的磁性能高导磁性、磁饱和性、磁滞性7B—H曲线分为三段：3）b～段：随着H的增大，B变化很小，

3、达到饱和。1）oa段：随着H的增大，B几乎是直线上升。2）ab段：随着H的增大，B的上升又比较缓慢了。磁化曲线H8磁滞回线根据磁性能，磁性材料又可分为三种：软磁材料（磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等）、永磁材料（磁滞回线宽。常用做永久磁铁）、矩磁材料（磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件）。三、磁滞性9I1I2I3电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取负。磁场中任何闭合回路磁场强度的线积分,等于通过这个闭合路径内电流的代数和.即1、安培环路定律（全电流定律）：11.1.2磁路的分析方法10在无分支的均匀磁路（磁路的材料和截面积相同，各处的磁场强度相等）中，安培

4、环路定律可写成：磁路长度L线圈匝数NIHL：称为磁压降。NI：称为磁通势。一般用F表示。F=NI11总磁通势在非均匀磁路（磁路的材料或截面积不同，或磁场强度不等）中，总磁通势等于各段磁压降之和。例：IN12对于均匀磁路磁路中的欧姆定律2、磁路的欧姆定律：则：INSL注：由于磁性材料是非线性的，磁路欧姆定律多用作定性分析，不做定量计算。令：Rm称为磁阻13励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流。励磁电流直流-------直流磁路交流-------交流磁路磁路分析直流磁路交流磁路3铁心线圈电路铁心线圈：一个绕有线圈的闭合铁心。14IU直流磁路的特点:直流磁路和电路中的恒压源类似

5、直流电路中E固定I随R变化随变化直流磁路中F固定一定一定磁通势F=IN一定磁通和磁阻成反比（线圈中没有反电动势）（R为线圈的电阻）一、直流磁路的分析（直流铁心线圈电路）15二、交流磁路的分析(交流铁心线圈电路)：主磁通：漏磁通ui1.电磁关系16电路方程：一般情况下很小交流激励线圈中产生感应电势：主磁通：漏磁通ui的感应电势和产生2.电压电流关系17假设则最大值有效值ui18ui一定时磁通势IN随磁阻的变化而变化。当外加电压U、频率f与线圈匝数N一定时，便确定下来。根据磁路欧姆定律，当交流磁路的特点:交流磁路和电路中的恒流源类似交流磁路中：固定F随变化直流电路中：IS固定

6、U随R变化19(U不变，I不变）(I随Rm变化）（U不变时，φm基本不变）直流磁路交流磁路磁路小结（随Rm变化）20变压器功能：变电压：电力系统变阻抗：电子电路中的阻抗匹配（如喇叭的输出变压器）变电流：电流互感器11.2变压器21发电厂1.05万伏输电线22万伏升压变电站1万伏降压变压器应用举例…降压实验室380/220伏降压仪器36伏降压22单相变压器铁心原边绕组副边绕组一、变压器的基本结构23变压器符号：电磁关系：24空载运行：原边接入电源，副边开路。接上交流电源原边电流i1等于励磁电流i10产生感应电动势i10产生磁通φ（交变）（方向符合右手定则）1.电压变换一、变

7、压器的原理和作用25结论：改变匝数比，就能改变输出电压。K为变比根据交流磁路的分析可得：时26负载运行Z副边带负载后对磁路的影响：在副边感应电压的作用下，副边线圈中有了电流i2。此电流在磁路中也会产生磁通，从而影响原边电流i1。但当外加电压、频率不变时，铁心中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变。带负载后磁通势的平衡关系为：2.电流变换27结论：原、副边电流与匝数成反比由于变压器铁心材料的导磁率高、空载励磁电流很小，可忽略。即：28从原边等效：结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。3.阻抗变换29例