第5章磁路与变压器.ppt

* * 第5章、磁路与变压器 第一节 磁路的基本概念 第二节 交流铁心线圈电路 第三节 变压器 第四节 几种常用的变压器 第五节 变压器的额定值及型号 第一节、磁路的基本概念 1.铁磁材料 磁畴：铁心自身具有的自然磁性小区域。没有外磁场作用，各个磁畴的磁场方向总体上不规则，宏观不显磁性。 I I 磁畴和铁心的磁化 I A B 曲线2 直线1 磁化过程 直线1空心线圈时的情况 曲线2线圈中放入铁心时情况 磁化过程说明 称为饱和状态，铁心大增磁作用已经达极限，同直线1 B点以后 所以磁畴的磁场逐渐沿外磁场的方向排列，铁心磁场从未饱和到饱和 AB段 大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列， 与I成正比且增加率较大 OA段 曲线2 即磁化曲线 与I成正比 直线1 + u － i e s e Φ σ Φ + － E I R 磁路 电路 磁通 电流I 磁动势F=IN 电动势E 磁阻Rm 电阻R 磁路欧姆定律 ＝F/ Rm 电路欧姆定律I=E/R 磁路与电路对照表 铁磁材料的磁性能 高导磁性：磁导率可达102~104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。 磁饱和性：B不会随H的增强而无限增强，H增大到一定值时，B不能继续增强。 磁滞性：铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化。 铁磁材料的类型： 软磁材料：磁导率高，磁滞特性不明显，矫顽力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。 硬磁材料：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显，磁滞回线较宽。 矩磁材料：只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回线几乎成矩形。 磁化曲线 磁滞回线 第二节、交流铁心线圈电路 u i 电压、电流和磁通的关系 自感电动势的有效值为： 在通电过程中，只要外加电压一定，铁心中就有与之对应的正弦交变磁通，称工作磁通 第三节、变压器 变压器 ：静止电器，把交流电压转换为同频率的另一 数值交流电压。 作用：1.输送功率相同，电压越高，电流越小，输电 线线径越小，节省材料。 2.同时减少线路上的功率损耗。 工作原理 变压器符号： 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 i10 产生感应电动势 二. 工作原理 i10 产生磁通? （交变） （ 方向符合右手定则） 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 K为变比 原、副边电压关系 根据交流磁路的分析 可得： 时 （变电压） 负载运行 Z 副边带负载后对磁路的 影响：在副边感应电压的 作用下，副边线圈中有了 电流 i2 。此电流在磁路中 也会产生磁通，从而影响原边电流 i1。但当外加电压、频率不变时，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变 。带负载后磁动势的平衡关系为： 结论：原、副边电流与匝数成反比 由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流 很小，可忽略 。即： 原、副边电流关系 （变电流） （变阻抗） 原、副边阻抗关系 从原边等效： 结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以 变比的平方。