第六章铁芯线圈和变压器第一节第二节)讲述.ppt

第六章 铁芯线圈与变压器 第一节 磁 路 第二节 铁心线圈 第三节 变压器 第一节 磁 路 一 磁路的基本概念 二 磁性材料的磁性能 三 磁路的基本定律 第二节 交流铁心线圈 一 各物理量之间的关系 二 铁心线圈电路的能量损失 三 交直流磁路的比较 列铁心线圈的 KVL 方程： u = -e - eσ + i R 一般线圈的电压降 eσ和漏感电动势都很小，所以上式近似写为： u ≈- e = Nd Φ/dt 设主磁通 Φ = Φmsin（ωt） 则： e =Nd Φ /dt = -Nω Φ mcos(ωt) =2π f N Φmsin(ωt -90°) =Emsin(ωt-90 °) 这是一个常用公式，它表明当线圈匝数N及电源频率f 一定时，主磁通 Φm的大小只取决于外加电压的有效值U. 二 、铁心线圈电路的能量损失 1 铁心线圈电路的铜损 无铁心的线圈加交流电时线圈电阻上的功率损耗称为铜损。 Pcu =I 2 R 有铁心的线圈加上交流电时，它产生的交变磁场在铁心中产生能量损耗而使之发热，这种能量损耗称为铁损。 磁滞损耗Ph ：铁心在交变磁场内反复磁化的过程要消耗磁场能量，使磁铁发热。 可以证明，铁心反复磁化所消耗的能量与磁滞回线的面积成正比。所以一般为了减小磁滞损耗，常选用磁滞回线狭小的软磁材料制造铁心，通常采用硅钢。 三.交直流磁路的比较 １. 在直流磁路中，磁动势，磁通，磁感应强度及磁场强度都是恒定不变的，而在交流磁路中，这些量应随时间不断地变化。 第三节 变压器 一、变压器的基本结构 变压器主要有硅钢片叠成的闭合铁心和高压，低压线组组成。 按铁心和绕组的放置方式不同分为心式和壳式两种。 绕组包围铁心成为心式。铁心包围绕组成为壳式。 1.空载运行和变换电压 副边无负载，i 2=0, 此时原边绕组中的电流 成为空载电流 i 0 。原边当忽略漏感和线圈电阻时有 U1= - E1 = - 4.44 f N1 Φm U2 = E2 = 4.44 f N2 Φm 当有负载时，i 2≠0, 这时原边电流用 i 1 表示。 由U1 =4.44 f N1 Φm 知,当U 1和 f 不变时, Φm 基本不变 当变压器接上负载后，原边磁动势 i 1N1 和副边磁动势 i 2N2 共同产生磁通与变压器空载时产生的磁通基本相等，所以这两种情况下磁动势相等。即： 三、变压器的外特性与额定值 1 外特性 外特性指当电源电压 U1 和负载的功率因数 cos(φ2) 不变时，U2 与 I2 之间的关系曲线，U2 =f (I2) 2.额定值 原边额定电压和电流：U1N, I1N 副边额定电压和电流：U2N, I2N 变压器的额定容量 SN =U2N·I2N 四、变压器的极性 例如，在图示电路中，每个原边线圈的额定电压为110Ｖ，副边线圈的额定电压分别为3V、9Ｖ。 五、自耦变压器 变压器除了有传输能量用的电力变压外，还有一些专用变压器，如电压互感器，电流互感器，自耦变压器等。 自耦变压器只有一个绕组，副绕组是原绕组的一部分，它同样有变换电压，电流和阻抗的作用。电路如图： 返回 变压器是 用来改变电压大小的一种重要的电器设备,它在电力和供电系统中占有很重要的地位.在电子技术也得到广泛的应用. 变压器用途 1.升压送电 2.降压送电 3.在电子线路中,用作电源变换,传递信号,阻抗变换等。 返回 绕组 铁心 铁心 绕组 返回 壳式 心式 二、变压器的工作原理 u2 u1 i 2 i 1 Φ 电磁关系如下： u1 i 1 (i 1N1) Φ e1 = - N1dΦ/dt e2 = - N2dΦ /dt i2 (i 2N2) Φσ2 eσ2 - Lσ2di 2 /dt Φσ1 eσ1 = - Lσ1di 1/dt 返回 N1 N2 Φσ1 Φσ2 e1 eó1 e2 eó2 u2 u1 i 2 i 1 Φ N1 N2 Φσ1 e1 e2 返回 U1 / U2 =N1/N2 =Ku 返回 所以有： U1 / U2 = E1 / E2 =N1/N2 2.有载运行和电流变换 u2 u1 i 2 i 1 Φ N1 N2 Φσ1 Φσ2 e1 e2 变压器有载时与无载时一样