第5章 磁路和变压器ppt课件.ppt

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1、第5章磁路和变压器5.1磁路的基本概念、物理量和基本定律5.2铁芯线圈电路5.3变压器的结构和工作原理5.4特殊变压器学习目的与要求电工技术中不仅要讨论电路问题，还将讨论磁路问题。因为很多电工设备与磁路都有关系，如电力系统中广泛应用的变压器、电动机、发电机、电磁铁及电工测量仪表等。为了更好的学习变压器、电机、电器的工作特性及应用，首先在理解有关磁路的问题。磁路问题与磁场有关，与磁介质有关，而且磁场往往还与电流相关联，因此本章要先从磁路、磁场及其基本物理量进行研究。通过本章学习，要求了解变压器的基本结构组成，熟悉变压器的用途，理解

2、和掌握变压器变换电压、变换电流及变换阻抗的作用；了解常用的特殊变压器。磁路：主磁通所经过的闭合路径。F线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。F：主磁通F：漏磁通铁心（导磁性能好的铁磁性材料）线圈i5.1磁路的基本概念、物理量和基本定律1.磁路的基本物理量及相互间的关系SBF=磁感应强度（磁通密度）：B：单位：特斯拉（T）磁通：F：单位：韦伯（Wb）磁动势：F：单位：安（A）磁场强度：H：单位：安/米（A/m）磁导率：：单位：亨/米（H/m）F=NIlHNI=表征各种材料导磁能力的物理量mBH=对于均匀磁路INSL由于

3、磁性材料的不常数，磁路欧姆定律只用作定性分析，不做定量计算。Rm称为磁阻注意！2.磁路的欧姆定律励磁电流：在磁路中用来产生磁通的电流。（线圈中的电流）5.25.2.1励磁电流为直流：RUI=（R为线圈的电阻）IUU一定I一定，与磁路特性无关；磁动势恒定：F=NI磁通：)(mRFΦ=Rm一定Φ一定，恒定磁通，无感应电动势产生；功率损耗：P=I2R只由线圈中的电流和线圈电阻决定。铁心线圈直流铁芯线圈电路：主磁通：漏磁通uΦsΦesei交流励磁：线圈中上加正弦交流电压，励磁电流为交流电流产生交变磁通在线圈中产生感应电动势uΦ

4、sΦi（iN）e=-NdΦdtes=-NdΦsdt电流与磁通方向符合右螺旋法则交流铁芯线圈电路5.2.2电磁应用:接触器电磁应用:时间继电器电磁应用:★近代电磁现象研究工作进展★电磁铁应用★磁悬浮列车变压器功能：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：电流互感器变压器的结构和原理5.3单相变压器铁芯原边绕组副边绕组铁心：变压器的磁路。原边（一次绕组）：接电源的绕组副边（二次绕组）：接负载的绕组变压器符号：单相变压器5.3.1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i

5、10产生感应电动势1ii10产生磁通（交变）e,方向符合右螺旋法则注意变压器的空载运行和变压比1.结论：改变匝数比，就能改变输出电压。K为变比1u根据交流铁心线圈的电磁关系分析可得：mΦNfE1144.4=U1mΦNfE2244.4=U2有载运行：副边接入负载。E1U1E2U2忽略线圈电阻和漏磁通的影响所以，电压比为当变压器接上负载后，副绕组中的电流为i2，原绕组上的电流将变为i1，原、副绕组的电阻、铁心的磁滞损耗、涡流损耗都会损耗一定的能量，但该能量通常都远小于负载消耗的电能，可以忽略。这样，可以认为变压器输入功率

6、等于负载消耗的功率，即变压器带负载工作时，原、副边的电流有效值与它们的电压或匝数成反比。变压器在变换了电压的同时，电流也跟着变换。变压器的负载运行时的变流比2.LZ22IUZL=u1i122222211KZKIUKIKUIUZLL====变压器的阻抗变换作用3.信号源电动势E=80V，内阻R0=400，负载电阻RL=4。1）负载直接接在信号源上时，信号源的输出功率。1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功率为：例求：2）阻抗匹配时变压器的变比及输出功率功率。解：2）阻抗匹配时应使RL=R0将负载通过变压器接到信号源上

7、变换阻抗。ELR1N2NR0输出功率为：21=10NNK则变比：LLRKR2==400´´´三相变压器5.3.2变压器的功率1.电力生产一般采用三相发电机，则对应的电力传输采用三相三线制或三相四线制。为了减少电能的传输损耗，需把生产出来的电能用三相变压器升压后再输送出去，到了用户后，再用三相变压器降压后供用户使用。当变压器带上负载后，原边输入功率为副边的输出功率，即负载获得的功率为和分别为原、副两绕组电压与电流的相位差。变压器的效率2.变压器在实际使用时，由于电流的热效应，绕组上有铜损铁心中有铁损，即磁滞损耗与涡流损耗。由

8、于铜损与铁损，变压器的输入与输出功率不再相等把输出功率与输入功率比值的百分数称为变压器的效率，用表示变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。NNNNNIUIUS2211==（理想）变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允许的电压值。1）额定电压U1N/U2N