磁路和变压器.ppt

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1、第3章　磁路和变压器3.1磁路及其分析方法3.2交流铁心线圈电路3.3变压器3.4电磁铁退出1.磁感应强度B—矢量2.磁通F—标量单位：Wb4.磁场强度H—矢量定义：H=B/3.磁导率真空磁导率0=410–7H/m(亨/米)均匀磁场—磁场内各点的B大小相等，方向相同。对于均匀磁场F=B·S相对磁导率r=/0对于铁磁材料r=102105单位：A/m(安培/米)单位：T，Gs，1T=104Gs3.1　磁路及其分析方法3.1.1磁场的基本物理量1.高导磁性在外磁场的作用下，磁性物质被强烈磁化

2、而呈现出很强的磁性。Hm–HmBr–HCBH3.1.2磁性物质的基本性能2.磁滞性B的变化落后于H。剩磁矫顽力3.磁饱和性H增加，B增加很小的现象。Hm–HmBrHCBHB-H-HbcBHaa、c段值大、过c点出现饱和3.1.2磁性物质的基本性能磁路是研究局限于一定范围内的磁场问题。磁路与电路一样，也是电工学课程所研究的基本对象。3.1.3磁路的分析方法I主磁通漏磁通铁心线圈磁路：磁通相对集中通过的路径。1.磁通连续性原理通过任意闭合面的磁通量总为0。即穿入闭合面的磁感线，必同时穿出该闭合面。

3、2.安培环路定律磁场强度沿任意闭合路径的线积分，等于穿过该闭合路径所包围的电流的代数和。I3I1I23.1.3磁路的分析方法得Hl=NI磁压降：HllNui3.磁路的欧姆定律根据磁通势：F=NI(单位：安)=BS=HS磁路磁阻：Rm磁路欧姆定律：–+返回Nui设：=msint3.2交流铁心线圈电路1.感应电动势与磁通的关系eee=-Nmcost=Emsin(t-90)感应电动势的有效值：––+–++2.外加电压与磁通的关系u→Fm=iN→uR=iR(主磁通)→(漏磁通)→

4、由KVL：u=iR–e–e所以u–e因为R和e很小，U的有效值UE=4.44fNmU=4.44fNBmSNuiee––+–++Ni(4)铜损线圈电阻产生的损耗(1)磁滞损耗铁心反复磁化时所消耗的功率。(2)涡流损耗在铁心中产生的感应电流而引起的损耗。(3)铁心损耗=磁滞损耗+涡流损耗PCu=I2R3.功率损耗3.2交流铁心线圈电路e–+u–+e–+返回按用途分:电力变压器，特种用途变压器。按相数分:单相、三相和多相变压器。按绕组数分:双绕组、多绕组及自耦变压器。3.3变压器3.

5、3.1变压器的工作原理2.变压器的结构1.变压器的分类变压器铁心:硅钢片叠压而成。变压器绕组:高强度漆包线绕制而成。其他部件:油箱、冷却装置、保护装置等。变压器铁心:硅钢片叠压而成。变压器绕组:高强度漆包线绕制而成。其他部件:油箱、冷却装置、保护装置等。铁心线圈壳式变压器心式变压器铁心线圈2.变压器的结构1N1i1一次绕组二次绕组3.变压器的工作原理AXax变压器符号Axu1–+e1–+e1–+N2e2u20axSZLi2–++–S

6、ZL

7、1N1N2i1e2u2e1u1e12i2u1→

8、i1(i1N1)1→e1→e1i2(i2N2)→2→e23.变压器的工作原理e2–++––++–+–e2+–1N1N2AXax••U1–E1••E2•–E1•U1••U20—–=—–U1U20—–=–—=KN1N2U20=E2••I0•U1U20E1E24.44fN1m4.44fN2mN1N2—–=–—=–—–—–—–=–—E2•U20•E1•U1•E1•结论—变比U1=–E1–E1+R1I0••••E2=4.44fN2m(1)电压变换变压器空载：E1=4.44fN1m

9、–+––+++–aSZLN1I1=N2I2N1N2AXx••I1E2•U2•E1•U1•E1••I2结论产生主磁通的磁动势有效值I0=I1N(2.5)(2)电流变换变压器接负载：+–+–E2•+–+–+–+–+'ZL=—U1I1••ZL=—–U2I2••=–——–nU2–I2/K••=K2–—U2I2••=K2ZL'ZL=K2ZL结论•I2KZL•U2•U1•I1Z0'ZLE•可利用变压器进行阻抗匹配(3)阻抗变换'

10、ZL

11、=K2

12、ZL

13、+––++–(1)额定容量SNSN=U1NI1N=

14、U2NI2N三相变压器单相变压器SN=U1NI1N=U2NI2N(2)额定电压U1N和U2N(3)额定电流I1N和I2N(4)额定频率fNU2N—一次侧加U1N时，二次侧绕组的开路电压。U2N应比满载运行时的输出电压U2高出5%10%。4.变压器的铭牌数据允许通过的最大电流。[例1]有一台额定容量50kV·A、额定电压3300/220V的变压器，高压绕组为6000匝，试求：(1)低压绕组匝数；(2)高压边低压边额定电流；