电工技术-第6章讲稿详解.ppt

第6章 磁路与铁心线圈电路 本章要求： 1、了解磁路的概念、物理量； 2、了解磁性材料的磁性能； 3、掌握变压器的工作原理及简单计算。 6.1 磁场的基本物理量 6.1.3．磁场强度H 6.1.4 磁导率μ 6.2 磁性材料的磁性能 6.3 磁路及其基本定律 2．磁路欧姆定律 6.4 交流铁心线圈电路 6.4.2 电压电流关系 6.4.3 功率损耗 6.5.1 变压器的工作原理 1.电压变换 三相变压器的两种接法及电压的变换关系 2、电流变换 3、阻抗变换 例： 变压器的额定值 6.5.2 变压器的外特性 6.5.4 特殊变压器 2、电流互感器 3、电压互感器 设接在变压器副绕组的负载阻抗Z的模为|Z|，则： Z反映到原绕组的阻抗模|Z|为： 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。 有一台降压变压器，原绕组电压为220V，副绕组电压为110V，原绕组为2200匝，若副绕组接入阻抗值为10Ω的阻抗，问变压器的变比、副绕组匝数、原绕组中电流各为多少？ 解 变压器变比 副绕组匝数 副绕组电流 原绕组电流 扬声器上如何得到最大输出功率 设： 信号源电压的有效值: Us= 120V; 信号源内阻：R0=800Ω; 负载为扬声器，其等效电阻： RL=8?。 1、将负载与信号源直接相连，得到的输出功率为： 信号源 RL 例: 2、将负载通过变压器接到信号源上。 变压器把负载RL 变换为等效电阻 2 N 若要信号源输出给负载的功率达到最大，用变压器进行阻抗变换，通过变压器把负载RL变换为等效电阻 变压器变比 输出功率为： 结论：由此例可见经变压器“匹配”后，输出功率增大了许多 。原因是满足了电路中获得最大功率输出的条件（信号源内、外阻抗相等）。 信号源 (1)额定电压UN：指变压器副绕组空载时各绕组的电压。三相变压器是指线电压。 (2)额定电流IN：指允许绕组长时间连续工作的线电流。 (3)额定容量SN：在额定工作条件下变压器的视在功率。 单相变压器： 三相变压器： 容量 SN 输出功率 P2 效率 变压器的容量： 变压器输出功率： 负载的功 率因数 变压器的输出功率不仅与变压器的容量有关，还与所带负载的功率因数有关。 原边输入功率 原边输入功率 = 输出功率 +变压器损耗 注意: 电压变化率反映电压U2的变化程度。 通常希望U2的变动愈小愈好，一般变压器的电压变化率约在5%左右。 U20：原边加额定电压、副边开路时，副边的输出电压。 变压器的外特性：在电源电压和负载功率因数不变的条件下，副边输出电压和输出电流的关系。 电压变化率是一个重要技术指标，直接影响到供电质量。电压变化率越小，变压器性能越好。 变压器的损耗 铜损 ( PCu ) ：绕组导线电阻所致。 磁滞损失：磁滞现象引起铁芯发热， 造成的损失。 涡流损失：交变磁通在铁芯中产生的感应电流（涡流），造成的损失。 铁损(PFe)： 铜损-----可变损耗 铁损-----固定损耗 6.5.3 变压器的损耗与效率 损耗： 铜损： 铁损ΔPFe包括磁滞损耗和涡流损耗。 效率： P2为输出功率，P1为输入功率 一般变压器的效率在95% 大型变压器的效率可达99%以上 1．自耦变压器 特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。 使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意：原、副边千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。 原绕组线径较粗，匝数很少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细，匝数很多，与电流表及功率表、电度表、继电器的电流线圈串联。用于将大电流变换为小电流。 使用时副绕组电路不允许开路。 * 实际电路中有大量电感元件的线圈中有铁心。线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电路。因此电工技术不仅有电路问题，同时也有磁路问题。 关于磁路： 6.1.1．磁感应强度B 磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量。 B的大小等于通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数目，B的方向用右手螺旋定则确定。单位是特斯拉(T)。 6.1.2．磁通Φ 均匀磁场中磁通Φ等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积，单位是韦伯(Wb)。 磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，而与磁