磁路和变压器解读.ppt

5.1 磁路的基本概念 5.2 变压器的用途与结构 5.3 变压器 5.4 殊变压器 磁路和变压器 第 5 章 第5章 小结 5.1 磁路的基本概念 5.1.1 磁路的基本物理量 5.1.3 交流铁心线圈 5.1.2 磁路的欧姆定律 电工设备中常见的磁路及铁心线圈 变压器 – + S N ? 铁心 电机 ? 铁心 绕组 绕组 绕组 绕组 5.1.1 磁路的基本物理量 1. 磁感应强度B(磁通密度)：是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。 均匀磁场 — 磁场内各点的 B 大小相等，方向相同。 单位： T （特[斯拉]） 方向：与电流之间用右螺旋定则确定。 （该点磁场作用于1米长、1安电流的导体上的力） 2. 磁通F等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积。 4. 磁场强度 H 定义：H=B/? 3. 磁导率 ? 相对磁导率 ?r=?/?0 对于铁磁材料 ?r=102 ?105 单位：A/m (安/米) 铁磁材料广泛应用在变压器、电机、电工仪表等。 真空磁导率 ?0= 4??10 – 7 H/m （亨/米） 对于均匀磁场 F =B ?S F - 标量 单位：Wb （韦[伯]） 2. 磁通F 等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积。 5.1.2 磁路的欧姆定律 磁通势：F=NI 单位A(安） 磁路磁阻： 单位H-1(每亨） 磁路欧姆定律： I N U – + 铁心磁路 ? 磁路与电路各物理量的对应关系 磁通势：F 磁路 电路 电动势：E 磁通: ? 电流: I 磁路磁阻： 电路电阻: 磁路欧姆定律： 电路欧姆定律： ?（不是常数） F ? F ? ? 0 0 磁通随磁通势变化曲线 空心线圈 铁心线圈 磁饱和 5.1.3 交流铁心线圈 i u – + 主磁通? e e? 漏磁通?? 设：? = ?msin? t 1. 主磁通产生的感应电动势 = – ?N?mcos? t = Emsin(? t-90?) 感应电动势的有效值： 2. 外加电压与电动势及磁通的关系 由KVL： u= iR– e – e? ? u ? – e ∵R和 e? 很小 U ? E = 4.44 f N?m ? 当电源频率和线圈匝数一定时，只要电压U不变,就要求磁通?m不能变。 铁心线圈的功率损耗 = 铜损 + 铁损 线圈导线电阻产生的损耗 铜损： 铁损： （在铁心中产生的感应 电流而引起的损耗） 磁滞损耗（铁心反复磁化时所消耗的功率） 涡流损耗 为了减少铁心损耗，变压器、电机等电器设备中铁心通常用厚度为0.35mm或0.5mm硅钢片叠装而成。 5.2 变压器的用途与结构 5.2.1 变压器的用途 5.2.2 变压器的基本结构 5.2.1 变压器的用途 变压器可以变换电压、电流和阻抗的功能。应用非常广泛。 电力系统：变压器用于改变供电系统的电压。 电子线路：变压器用于改变电压、耦合电路、传送信 号和实现阻抗的匹配等。 还有一些特殊变压器（如：自耦变压器、电流互感器等）及专用变压器（如：电焊变压器、整流变压器等）。 按相数分: 单相、三相和多相变压器。 分类： 按用途分: 电力变压器，特殊用途变压器。 按结构分: 心式变压器、壳式变压器。 按冷却方式分: 自冷变压器、油冷变压器。 5.2.2 变压器的基本结构 其它部件: 油箱、冷却装置、保护装置等 壳式变压器 变压器主要组成部分 变压器铁心: 硅钢片叠压而成 变压器绕组: 原边(一次线圈、高压绕组) 副边(二次线圈、低压绕组) 心式变压器 线圈 铁心 铁心 线圈 低压绕组 高压绕组 同心式绕组 交叠式绕组 低压绕组 高压绕组 5.3 变压器 5.3.1 变压器的工作原理 5.3.2 变压器的使用 *5.3.2 变压器线圈极性的测定 – + u1 e1 5.3.1 变压器的工作原理 变压器原理示意图 i1 e?1 主磁通? ??1 N1 e?2 e2 i2 u2 – + ZL N2 ??2 原绕组 副绕组 ??2 → e?2 → ??1 → e?1 → 变压器符号 U1 U20 —– = –— = K N1 N2 U1 U20 E1 E2 4.44 f N1?m 4.44 f N2?m N1 N2 —– = –— = –—–—–—– = –— 变压器变比 E2 = 4.44 f N2 ?m 1. 电压变换