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* 3.额定电流I1N和I2N 一次、二次绕组额定电流I1N和I2N是指根据变压器容许发热的条件而规定的满载线电流有效值。三相变压器中,I1N和I2N均指线电流。 4.额定容量SN 额定容量SN是指变压器二次绕组额定电压和额定电流的乘积,即二次绕组的额定视在功率,其单位为伏安(VA)或千伏安(kVA)。 额定容量实际上是变压器长期运行时,允许输出的最大有功功率,反映了变压器传送电功率的能力。注意,变压器使用时的实际输出功率是由负载的阻抗和功率因数决定的。 单相变压器中 在三相变压器中 * 5.额定频率fN 额定频率fN是指变压器应接入的电源频率。我国规定标准工业频率为50Hz。 使用变压器时一般不能超过其额定值,除此之外,还必须注意: 工作温度不能过高; 一次、二次绕组必须分清; 防止变压器绕组短路,以免烧毁变压器。 3 . 4 自耦变压器 3. 4.1 工作原理 图3.14所示是一种自耦变压器或称调压器,其结构特点是一次、二次绕组共用一个绕组。 * 自耦变压器结构简单,节省用铜量且效率较高,尤其在一次、二次绕组电压之比接近于1(不大于2)时,其优点较为显著。但应注意,由于自耦变压器的一次、二次绕组直接接在一起,当发生接地或二次绕组出现断线等故障时,高压将直接加到低压侧造成事故。例如当接地端误接到火线时,即使二次绕组电压很低,但人触及到二次绕组任一端均有触电的危险,因此使用时应十分小心,故禁止作为安全照明变压器使用。另外还应注意,一次、二次绕组不可接错,否则易造成电源被短路或变压器被烧坏。 自耦变压器有三相的,也有单相的,工作原理与普通变压器相同,其一次、二次绕组电压之比和电流之比也是 * 3.4.2 应用举例 实验室中常用的单相调压器就是一种低压小容量的自耦变压器,其外形和电路如图3.15所示。这种调压器输入额定电压可为220V(U31)或110V(U21)。二次绕组的一端(5端)做成能自由滑动的触头,改变二次绕组的匝数,可平滑地调节其输出电压U54。输出电压可低于一次绕组电压,也可稍高于一次绕组电压,在0~250V之间可调。注意1端和4端是接在一起的公共端,务必接电源的中性线,输入端钮2(或3)接相线,不能接反。调压时手柄应从零位开始。 * 又如,容量较大的三相异步电动机常采用三相自耦变压器实现降压起动,其原理图如图3.16所示。三相电源电压为三相异步电动机的额定电压。起动时开关先打向左边,将三相电源加到三相自耦变压器的一次绕组上,电动机接在二次绕组上,经三相自耦变压器降压后,其二次绕组输出的电压低于电动机额定电压,有利于起动;待电动机转速上升后,再将开关打向右边,将电动机直接接在三相电源上,使其在额定电压下正常运行。 * “十二五”规划教材 《电工技术》电子教案(PPT) 主编:曹建林 2014年8月 * 第3章 磁路与变压器 前面已经讨论了电路的基本定律和分析计算各种电路的基本方法。在很多电工设备(如变压器、电工仪表、电机等)及各种铁磁元件中,不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题。只有同时掌握了电路和磁路的基本理论,才能对各种电工设备作全面的分析。 3.1 磁路与铁磁性材料 3.1.1 电路及其组成磁路及磁路欧姆定律 1.磁路 线圈中通以电流就会在其周围的整个空间产生磁场。工程上常常需要获得较强的磁场,并把磁通集中在某一特定的路径中,磁通集中通过的闭合路径称为磁路。 由于铁磁性物质的导磁性能强,可将其按照电器结构要求做成所需形状的铁心,将线圈绕在铁心上,从而使铁心中的磁通大大增强。磁通主要沿铁心而闭合,只有很少部分经过空气或其他材料。通过铁心的磁通称为主磁通,铁心外的磁通称为漏磁通,一般情况下漏磁通很少,常略去不计。 2 图3.1所示分别为单相变压器和四极直流电机的磁路。和电路类似,磁路也分为无分支磁路和有分支磁路。 图(a)是无分支磁路,图(b)是有分支磁路。 * 2.磁路欧姆定律 * 磁路中也有类似电路欧姆定律的基本关系式 式中Φ为磁通,单位为韦伯(Wb),是流过磁路截面磁感线的多少,表征磁路中磁场的强弱;Um为磁压,单位为安(A),是磁路上的磁位差,其大小与产生该磁场线圈中的电流及线圈的匝数成正比;Rm为磁阻,单位为亨-1(H-1),表征磁路对磁通的阻碍作用;H为磁场强度,表征该磁路中去除铁心介质影响后每点磁场的强弱。 (3.1) * 磁阻也有类似计算电阻的公式 (3.2) 式中l为磁路长度,S为磁路截面积,μ为形成磁路的铁磁性物质的磁
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