第12讲交流铁芯线圈电路和变压器分解.ppt

电工电子技术 谭甜源、张立宏 办公地点：3教3312 手 机 E-Mail: tty@whu.edu.cn QQ: QQ群： 213738876 5 磁路基尔霍夫定律 当磁路中是由多个激磁线圈同时激励，而磁路结构又是由数段不同磁导率、不同长度和截面的材料组成时，则总的磁阻为各段磁阻之和，总的磁势应为各线圈的安匝数之和，即 10.2.1 交流铁芯线圈中的物理过程 10.2.2 感应电势的计算 1．漏磁电势的计算 （1）铁芯线圈等效变换 （2）电压方程 变压器的分类 变压器的结构 变压器的工作原理 1 电磁关系 1) 空载运行情况 1 电磁关系 2) 带负载运行情况 2 电压变换（设加正弦交流电压） 3. 电流变换 4. 阻抗变换 10.3.2 变压器的特性和额定值 2. 变压器的损耗与效率(?) 1） 变压器的型号 3.变压器的铭牌和技术数据 2） 额定值 学习要点小结 作业 10.2、10.3、10.4、10.5 根据KVL： 变压器一次侧等效电路如图 由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，则 – – – + + + 2) 一次、二次侧电压 式中 R1 为一次侧绕组的电阻; X1=?L?1 为一次侧绕组的感抗(漏磁感抗，由漏磁产生)。 （匝比） K为变比 对二次侧，根据KVL： 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 式中 R2 为二次绕组的电阻; X2=?L?2 为二次绕组的感抗； 为二次绕组的端电压。 变压器空载时: + – u2 + – + – + – ? i1 i2 + – e2 + – e?2 式中U20为变压器空载电压。 故有 (一次、二次侧电流关系) 有载运行 可见，铁心中主磁通的最大值?m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有 不论变压器空载还是有载，一次绕组上的阻抗压降均可忽略，故有 由上式，若U1、 f 不变，则 ?m 基本不变，近于常数。 空载： 有载： + – |Z | + – + – + – 一般情况下： I0 ? (2~3)%I1N 很小可忽略。 或 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。 或： 1.提供产生?m的磁势 2.提供用于补偿 作用 的磁势 磁势平衡式： 空载磁势 有载磁势 由图可知： 结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。 + – + – + – 阻抗变换举例：扬声器上如何得到最大输出功率 Rs RL 信号源 设： 信号电压的有效值: U1= 50V; 信号内阻： Rs=100 ? ; 负载为扬声器，其等 效电阻：RL=8?。 求：负载上得到的功率 解：（1）将负载直接接到信号源上，得到的输出功 率为： Rs （2）将负载通过变压器接到信号源上。 输出功率为： 设变比 则： 结论：由此例可见加入变压器以后，输出功率提高了 很多。原因是满足了电路中获得最大输出的条 件（信号源内、外阻抗差不多相等）。 变压器功能： 变电压：电力系统 变阻抗：电子电路中的阻抗匹配 （如喇叭的输出变压器） 变电流：电流互感器 1. 变压器的外特性与电压变化率 当一次侧电压 U1和负载功率因数 cos?2保持不变时，二次侧输出电压 U2和输出电流 I2的关系，U2 = f (I2)。 U20：一次侧加额定电压、二次侧开路时，二次侧的输出电压。 一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2 变化不大），电压变化率约在5%左右。 电压变化率： cos?2 =0.8 (感性） U2 I2 U20 I2N cos?2 =1 O 变压器的损耗包括两部分： 铜损 (?PCu) ：绕组导线电阻的损耗。 涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感 应电流(涡流)造成的损耗。 磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造 成的损耗。 铁损(?PFe )： 变压器的效率为 一般 ?? 95% ,负载为额定负载的(50~75)%时，?最大。 输出功率 输入功率 S J L 1000/10 变压器额定容量(K