电工与电子技术 教学课件 作者 陈斗 主编 王连运 余岳 副主编第04章磁路与变压器课件.ppt

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1、学习目标1．了解铁磁材料的特性，掌握磁路及磁路定律；2.了解交流铁心线圈的概念,能分析交流铁心线圈电路；3．掌握变压器的用途、基本结构、变压比及变流比；4.理解变压器的额定值、外特性、损耗及效率；5.区分自耦变压器、电压互感器和电流互感器工作原理的异同，了解使用注意事项；6.理解电焊变压器结构及工作特点；7.理解三相电力变压器的结构特点，了解其铭牌；8.了解小功率电源变压器和电磁铁。第一节磁路的基本知识第二节交流铁心线圈电路第三节　变压器的分类、用途、结构和工作原理第四节　变压器的运行特性和额定值第五节　常用变压器和电磁铁实践应用本章小结返回一、磁场的基本物理量及基本定律二、铁磁材料

2、三、磁路及磁路定律第一节磁路的基本知识返回一、磁场的基本物理量及基本定律表示磁场特性的基本物理量是磁感应强度、磁通、磁场强度和磁导率。(1)磁感应强度磁感应强度是表示磁场内某点的磁场强弱（磁力线的多少）及方向（磁力线的方向）的物理量。磁感应强度的大小为式中：F是电磁力；l是导体的长度；是通过磁体的电流。磁感应强度的方向可由右手螺旋定律确定。磁感应强度的国际单位为（特[斯拉]）。(2)磁通磁感应强度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Φ。Φ=BS第一节磁路的基本知识返回(3)磁导率磁导率是描述介质导磁能力的物理量。线圈内部　点的磁感应强度可表示为由lx表示X点磁力线的

3、长度。可见，某点磁感应强度的大小与磁导率μ、电流大小、线圈匝数、及该点的位置有关。磁导率的单位是亨/米（H/m）。(4)磁场强度磁场强度为磁场中某一点的磁感应强度与该点介质磁导率的比值，即：第一节磁路的基本知识返回二、铁磁材料磁性材料的相对磁导率很大，具有高导率、磁饱和以及磁滞等性能（１）高磁导性铁磁性材料的磁导率很高，在外磁场的作用下，其内部的磁感应强度大大增强，这种现象称为磁化。（２）饱和性饱和性体现在因磁化产生的磁感应强度不会随外磁场的增强而无限增强。（３）磁滞性磁滞性表现在铁磁材料在交流磁场中反复被磁化时，磁感应强度的变化滞后于磁场强度的变化。第一节磁路的基本知识返回三、磁路

4、及磁路定律磁路就是磁通的路径。磁路实质上就是局限在一定路径内的磁场。当线圈中有电流流过时，产生的磁通绝大部分集中在铁心上，沿铁心而闭合，这部分磁通称为主磁通，用表示。只有一部分磁通沿铁心以外的空间而闭合，这称为漏磁通，用表示。由于很小，在工程上常将它忽略不计。主磁通所通过的闭合路径称为磁路。图中是几种常见电工设备的磁路。两种常用电工设备的磁路第一节磁路的基本知识返回三、磁路及磁路定律（１）磁路的欧姆定律下图为绕有线圈的铁心，当线圈电流为　时，在铁心中就会有磁通　通过。上式在形式上与电路的欧姆定律相似，故也称为磁路的欧姆定律。第一节磁路的基本知识返回一、直流铁心线圈将线圈绕制在铁心上便

5、构成了铁心线圈。铁心线圈根据所接的电源不同，可分为直流铁心线圈和交流铁心线圈两类。它的磁路即为直流磁路和交流磁路。在线圈中通入直流电流后，磁路中产生的磁通是恒定的，因此在线圈和铁心中不会感应出电动势来。○二、交流铁心线圈将交流铁心线圈接交流电源，线圈中通过交流电流，产生交变磁通，并在铁心和线圈中产生感应电动势。第二节　交流铁心线圈电路返回一、变压器的分类与用途二、变压器的结构三、变压器的工作原理第三节　变压器的分类、用途、结构及工作原理返回一、变压器的分类与用途变压器按其用途不同可分为电力变压器和特殊变压器两大类。应用于电力系统变配电的变压器称为电力变压器，常见的升压变压器、降压变压

6、器和配电变压器等。如针对某种特殊需要而制造的变压器，称为特殊变压器。如整流变压器、自耦变压器、音频变压器等。此外，根据变压器的铁心结构，可以分为壳式和心式两种；根据电源的相数可以分为单相和三相变压器；按冷却方式可分为油冷变压器和空气变压器等。上述各种变压器有不同的用途，但其作用都是可以改变交流电压、交流电流、交换阻抗以及改变相位等。第三节　变压器的分类、用途、结构及工作原理返回一、变压器的分类与用途如图是几种变压器的实物图。（a）油浸式电力变压器（b）包封线圈干式变压器(c)音频环形变压器（d）电源变压器第三节　变压器的分类、用途、结构及工作原理返回二、变压器的结构各类变压器的基本结

7、构是相同的，其主要部分是由铁心和绕组等组成。根据铁心结构的不同，可分为心式与壳式两种，如下图所示。心式铁心变压器的绕组套在铁心柱上，绕组的装配和绝缘都比较方便，多用于容量较大的变压器。壳式铁心变压器具有分支的磁路，铁心把绕组包围在中间，故不要专门的变压器外壳，它的制造工艺较复杂，常用于小容量的变压器。铁心构成变压器的磁路部分。为了减少铁心中的磁滞和涡流损耗，铁心采用0.35~0.5mm厚的硅钢片叠成，叠装之前，硅钢片上还需涂一层绝缘漆。在叠片时一般采用交错