《耦合电感的计算》PPT课件.ppt

《《耦合电感的计算》PPT课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第6章耦合电感电路和理想变压器（时间：4次课，8学时）耦合电感和变压器在工程中有着广泛地应用。本章首先讲述了耦合电感的基本概念，然后介绍了耦合电感的去耦等效，最后分析了空心变压器电路，重点讨论理想变压器的特性，从而对变压器有个初步认识。第6章耦合电感电路和理想变压器6.1耦合电感元件6.2耦合电感的去耦等效6.3空心变压器电路的分析6.4理想变压器6.1耦合电感元件6.1.1耦合电感的基本概念6.1.2耦合电感元件的电压、电流关系6.1.3同名端6.1.1耦合电感的基本概念图6.1是两个相距很近的线圈（电感），当线圈1中通入电流i1时，

2、在线圈1中就会产生自感磁通Φ11，而其中一部分磁通Φ21，它不仅穿过线圈1，同时也穿过线圈2，且Φ21≤Φ11。同样，若在线圈2中通入电流i2，它产生的自感磁通Φ22，其中也有一部分磁通Φ12不仅穿过线圈2，同时也穿过线圈1，且Φ12≤Φ22。像这种一个线圈的磁通与另一个线圈相交链的现象，称为磁耦合，即互感。Φ21和Φ12称为耦合磁通或互感磁通。假定穿过线圈每一匝的磁通都相等，则交链线圈1的自感磁链与互感磁链分别为ψ11=N1Φ11，ψ12=N1Φ12；交链线圈2的自感磁链与互感磁链分别为ψ22=N2Φ22，ψ21=N2Φ21。图6.1耦

3、合电感元件类似于自感系数的定义，互感系数的定义为：上面一式表明线圈1对线圈2的互感系数M21，等于穿越线圈2的互感磁链与激发该磁链的线圈1中的电流之比。二式表明线圈2对线圈1的互感系数M12，等于穿越线圈1的互感磁链与激发该磁链的线圈2中的电流之比。可以证明M21=M12=M我们以后不再加下标，一律用M表示两线圈的互感系数，简称互感。互感的单位与自感相同，也是亨利（H）。因为Φ21≤Φ11，Φ12≤Φ22，所以可以得出两线圈的互感系数小于等于两线圈自感系数的几何平均值，即上式仅说明互感M比小（或相等），但并不能说明M比小到什么程度。为此，

4、工程上常用耦合系数K来表示两线圈的耦合松紧程度，其定义为则可知，0≤K≤1，K值越大，说明两线圈间的耦合越紧，当K=1时，称全耦合，当K=0时，说明两线圈没有耦合。耦合系数K的大小与两线圈的结构、相互位置以及周围磁介质有关。如图6.2(a)所示的两线圈绕在一起，其K值可能接近1。相反，如图6.2(b)所示，两线圈相互垂直，其K值可能近似于零。由此可见，改变或调整两线圈的相互位置，可以改变耦合系数K的大小；当L1、L2一定时，也就相应地改变互感M的大小。图6.2耦合系数k与线圈相互位置的关系当有互感的两线圈上都有电流时，穿越每一线圈的磁链可

5、以看成是自磁链与互磁链之和。当自磁通与互磁通方向一致时，称磁通相助，如图6.3所示。这种情况，交链线圈1、2的磁链分别为上式中，，分别为线圈1、2的自磁链；，分别为两线圈的互磁链。6.1.2耦合电感元件的电压、电流关系设两线圈上电压电流参考方向关联，即其方向与各自磁通的方向符合右手螺旋关系，则(6-6a)(6-6b)图6.3磁通相助的耦合电感图6.3磁通相消的耦和电感如果自感磁通与互感磁通的方向相反，即磁通相消，如图6.3所示，耦合电感的电压、电流关系方程式为：由上述分析可见，具有互感的两线圈上的电压，在设其参考方向与线圈上电流参考方向关

6、联的条件下，等于自感压降与互感压降的代数和，磁通相助取加号；磁通相消取减号。对于自感电压、取决于本电感的u、i的参考方向是否关联，若关联，自感电压取正；反之取负。而互感电压、的符号这样确定：当两线圈电流均从同名端流入（或流出）时，线圈中磁通相助，互感电压与该线圈中的自感电压同号。即自感电压取正号时互感电压亦取正号，自感电压取负号时互感电压亦取负号；否则，当两线圈电流从异名端流入（或流出）时，由于线圈中磁通相消，故互感电压与自感电压异号，即自感电压取正号时互感电压取负号，反之亦然。6.1.3同名端互感线圈的同名端是这样规定的：当电流分别从两

7、线圈各自的某端同时流入(或流出)时，若两者产生的磁通相助，则这两端称为两互感线圈的同名端，用标志“”或“*”表示。例如图6.5(a)，a端与c端是同名端(当然b端与d端也是同名端)；b端与c端(或a端与d端)则称为非同名端(或称异名端)。图6.5互感线圈的同名端这样规定后，如果两电流不是同时从两互感线圈同名端流入(或流出)，则各自产生的磁通相消。有了同名端规定后，像图6.5(a)所示的互感线圈在电路中可以用图6.5(b)所示的模型表示，在图6.5(b)中，设电流i1、i2分别从a、d端流入，磁通相助，如果再设各线圈的u、i为关联参考方向，

8、那么两线圈上的电压分别为(6-9)如果如图6.6所示那样，设仍是从a端流入，不是从c端流入，而是从c端流出，就判定磁通相消。由图6.6所示可见，两互感线圈上电压与其上电流参考方向关联，所以图6