第03章-磁路和变压器详解.ppt

磁场强度是在计算磁场时引入的,通过它来确定磁场和电流之间的关系,是为了利用安培环路定理分析磁路用的. P103 变压器是变换各种交流电压的电器。它是利用电磁感应定律并通过磁路的耦合作用, 把某一个数量级的交流电压，变换成同频率的另一个数量级的交流电压的能量变换装置。 3.3 变压器 S9-M-400/10配电变压器 变压器的分类 按用途分 电力变压器 (输配电用) 仪用变压器 整流变压器 按相数分 三相变压器 单相变压器 单相变压器 + – + – 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 变压器的基本结构 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。 变压器符号： 变压器的结构 设变压器空载运行 一次侧接交流电源，二次侧开路。 i0 ( i0N1) ? 空载时，铁心中主磁通?是由一次绕组磁通势产生的。 ??1 + – + – ? + – + – ??1 + – + – 1.电压变换 3.3.1 变压器的工作原理 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 根据交流铁心线圈电路的分析可得： 时 （变电压） 带负载运行情况 一次侧接交流电源，二次侧接负载。 ? ??1 i1 ( i1N1) i2 ( i2N2) ??2 有载时，铁心中主磁通?是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 + – + – i1 i2 + – e2 ??Z ? + – ? ??1 ??2 + – e?2 + – u2 2. 电流变换 + – |Z | + – + – + – 由上式，若U1、 f 不变，则 ?m 基本不变，近于常数。 空载磁势： 有载磁势： = 磁势平衡式： 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。 + – + – + – 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。 3. 阻抗变换 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，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）。 ? 额定电压 变压器副边开路（空载）时，原、副边绕组允 许的电压值。 ? 额定电流 变压器满载运行时，原、副边绕组允许的电流值。 二、变压器的铭牌数据（以单相变压器为例） U2N应比满载运行时的输出电压U2高出5?10% ? 额定容量 传送功率的最大能力。 （理想） 二、变压器的铭牌数据 SN = ? ? U1NI1N = ? ? U2NI2N 三相变压器 单相变压器 （理想） 3.3 .2 变压器的等值电路及外特性 R1 jXs1 Rm jXm E1 ? U1 ? ? I1 n ZL ? E2 ? I2 ? E1 R1 jXs1 ? I1 R2 jXs2 ? U2 ? U1 1 .变压器的等值电路 （1） 空载运行等值电路 （2） 负载运行等值电路 XS1 — 漏磁感抗 Xm — 励磁感抗 ? I2 n ZL ? U2 ? U1 ? I1 Z0 E ? cos??=0.8 cos??=1 1 0 U2 /U2N I2 /I2N 1 外特性 U2= f (I2) 2 .变压器的外特性 1. 损耗 P = PCu+ PFe PCu =I1 R1+I2 R2 2 2 2. 效率 P2 P1 ? = —×100% P2 +PCu+PFe P2 = ————×100% ? 通常大于 95% 3 .3.3 变压器的损耗与效率 P2 –变压器的输出功率 P1 –变压器的输入功率 容量 SN 输出功率 P2 原边输入功率 P1 输出功率 P2 注意：变压器几个功率的关系 容量： 原边输入功率： 输出功率： 变压器的功率因数 变压器的效率 1、 自耦变压器 A B P 3.3.4 特殊变压器简介 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。 2.电流互感器 用低量程的电流表