《电磁与电动器》PPT课件

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1、15.1磁路与变压器15.2机电能量变换与电动机分类15.3三相异步电动机15.4单相异步电动机15.9电磁式低压电器第十五章电磁与电动器件15.1磁路与变压器本节主要讨论的问题:1．磁路问题是局限于一定路径内的磁场问题，因此磁场的各个基本物理量也适合磁路。B、H、2．磁路主要是由具有良好导磁能力的材料构成。3．磁路与电路往往是相关联的，因此我们也要研究磁路和电路的关系及磁和电的关系。5．作为应用实例讨论变压器和电磁铁。4．分析与计算磁路的基本方法。磁化过程相当复杂并具有明显的非线性一、磁路励磁电流空气隙铁芯磁通集中的局部空间主磁通经过铁芯、空气气隙而形成的闭合

2、通路为磁路漏磁通f：散布在外的磁通主磁通f：集中的磁通线圈fNiu_+录:i磁化磁带放:ei录音机衔铁特点：1.电激磁2.主要由规则材料构成(103)基本物理量：磁通磁感应强度磁场强度磁导率韦伯BH特斯拉安匝/米亨/米磁通密度，矢量，表示磁场中某一点磁场强弱和方向磁场中通过某一截面S的磁感应强度的通量与产生磁场的电流和载流导体分布有关表示物质导磁能力大小真空：相对磁导率：导磁材料非导磁材料物理量间关系1.2.磁饱和性磁滞性剩磁Br矫顽力Hc铸钢铸铁硅钢片0.21.4200120040060080010000.40.60.81.01.2HB真空高导磁性

3、导磁非线性(均匀磁场)BrHc二、安培环路定律对于一般环路：对于线圈：材料一样、面积一样1.若磁路是由若干段均匀磁场组合而成,Niu---磁阻电流参考方向与闭合路径的方向符合右手螺旋定则时,电流取正（均匀磁路）（非线性）电阻公式f2.磁路欧姆定律---磁动势k=13.磁路基尔霍夫第二定律k>14.磁路基尔霍夫第一定律（磁通连续性）（类似于电路欧姆定律）（针对有分支磁路）三、铁芯线圈(线圈----电路问题铁芯----磁路问题)1.直流励磁fINU_+1)．电路问题2)．磁路问题I不变电激磁，磁对电没有影响特性：U一定→I一定（由于线圈做好后，R一定）若N不变，则Fm

4、=IN恒定2.交流励磁1)．恒磁通特性达到电平衡。fiNu_+e+_忽略R，则有N一定，f一定，当U一定时，fm一定电激磁，磁影响电faaabbbcccdddeee受到反作用的电流i为非正弦2)．功率与损耗磁滞损耗Ph涡流损耗PePe=Kef2Bm2Ph=KhfBmn硅钢硅钢片铁芯线圈交流电路的有用功率PP=UIcos=Pcu+PFe=I2R+PFe铁芯损耗---铁损PFePFe=Ph+Pe（经验公式，与材料特性有关）3)．等效电路iu=U测Iu测U，I，P忽略漏磁等效为ZL四、变压器1.工作原理理想变压器（忽略损耗、磁饱和、漏磁通）P1=P2i2N2i2fu1

5、i1i1N1ff为合成磁通fN11243N2u1_+e1+_i1原边（初级）副边（次级）e2+_u2_+i22.变压比(电压变换)利用电磁感应作用传递交流电能和信号可变换电压、电流、阻抗铁心+绕组（2个以上，N不同）3.变流比磁势平衡方程式：其相量形式:变压器中电流的大小由负载确定ZLSN11243N2u1_+e1+_i1原边副边e2+_u2_+i24.阻抗比_+_+_+通过变压器的变换阻抗的作用,可实现“阻抗匹配”一正弦信号源的电动势US=5V，RS=1000Ω,负载电阻RL=40Ω.举例1)负载若直接与信号源连接RL=4%RS，U14%US=0.19V，P

6、=0.001W_+_+2)通过变压器将信号源与负载连在一起_+i)若Ku=10则RL*=100RL=4RSU1=4VP1=0.04Wii)若Ku=100，则RL*=1002RLU15V但P1=0.0625mW则RL*=RS阻抗匹配Ku=5若Pmax_+5.变压器的额定值1.额定电流I1N、I2N：长期通过的最大电流2.额定电压U1N:在额定运行条件下,原边正常工作电压3.额定容量SN：SN=INUNSN表征变压器的传输能力变压器没有额定功率额定电压U2N：在U1N条件下,副边的空载电压。受铁心饱和度的限制.配置变压器S!6.变压器的运行特性1.U2随负载I2的增

7、大而降低理想变压器U20实际变压器电压调整率8.0cos2=j(容性)1cos2=j8.0cos2=j(感性)(阻性)2INI202U2U2.功率与效率P1=P2+PFe+PCu副边开路1)功率U1=U1N时，测得原边侧功率为铁损副边短路I2=I2N，原边侧功率为满载下的铜损铁损∝U12，与负载无关，可看为常数2)效率PCu=PFe时，max2Imaxhh7.三相变压器某三相变压器，SN=50KVA，U1N=10000V，U2N=400V，绕组接法Y/△，求：i)I1N，I2Nii)I1P，I2P，U1P，U2Piii)原、副边线电压之比i)∵理想变压器解：ii

8、)原边Y: