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第四章 磁路与变压器 本章要求： 2. 磁路得几个物理量 （2） 磁通 3. 物质的磁性 （1）非磁性物质 （2） 磁性物质 （3）磁性材料的磁性能 二、交流铁心线圈 第二节 变压器 变压器的分类 按铁心和绕组的组合结构， 通常又把变压器分为心式和壳式两种， 如图所示。 二、 变压器的工作原理 1. 电磁关系 (1) 空载运行情况 (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 (1） 变压器的型号 三、变压器的铭牌和技术数据 (2） 额定值 五、 变压器的损耗与效率 第三节 特殊变压器和电源变压器 1.自耦变压器 2.电压互感器 3.电流互感器 二、 电源变压器 为减少涡流损耗，铁心一般由导磁钢片叠成。 ? 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 某单相变压器的额定电压为10 000/230 V，接在 10 000 V 的交流电源上向一电感性负载供电，电压变化率为 0.03。求变压器的电压比及空载和满载时的二次电压。当 |ZL| = 0.966 Ω 时，变压器正好满载。求该变压器的电流。 例1： 电压比： U1N U2N k = = 10 000 230 = 43.5 空载电压： = 230 V 满载电压: = 223 V U20 = U2N U2 = U2N (1－ΔU％ ) = 230×(1－0.03) 解： U2 |ZL | I2 = = 223 0.966 = 224 A = 5.15 A I2 k I1 = 一变压器容量为 10 kV·A，铁损为 300 W，满载时的铜损为 400 W。求该变压器在满载时向功率因数为 0.8 的负载供电时输入和输出的有功功率及效率。 解： 例2 忽略电压变化率，则 P2 = SN cos?2 = 10×103×0.8 W = 8 kW P = PCu + PFe = (300 + 400) W = 0.7 kW P1 = P2 + P = (8 + 0.7) kW = 8.7 kW P1 P2 η= ×100% 8 8.7 = ×100% = 92 % 例3： 有一台50kV·A，6600 / 220V单相变压器，若忽略电压变化率和空载电流，求：（1）负载是220V、40W、cos ? = 0.5的日光灯440盏时，I1、I2分别是多少？（2）是否已满载？若未满载，还能接入多少盏这样的日光灯？如果接入的是220V、40W、cos ? ’ = 1的白炽灯，还能接入多少盏？ 解： 再接入日光灯： 再接入白炽灯： 例4: 有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：SN=100kVA, U1N=6000V, f=50Hz。 U2N= U20=400V , 绕组连接成?／?０。由实验测得: ? PFe =600 W，额定负载时的 ? PCu =2400W 。 试求 (1) 变压器的额定电流； (2) 满载和半载时的效率。 解: (1) 额定电流 (２) 满载和半载时的效率 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：一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。因为N变小时，磁通增大，电流会迅速增加。 A B P + – + – 一、特殊变压器 设主磁通　　　　　　 则 有效值 由于线圈电阻 R 和感抗X?（或漏磁通??）较小，其电压降也较小，与主磁电动势 E 相比可忽略，故有 式中：Bm是铁心中磁感应强度的最大值，单位[T]； S 是铁心截面积，单位[m2]。 3 . 功率损耗 交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。 (1) 铜损 ?Pcu 在交流铁心线圈中, 线圈电阻R 上的功率损耗称铜损，用?Pcu 表示。 ?Pcu = RI2 式中：R是线圈的电阻；I 是线圈中电流的有效值。 (2) 铁损 ?PFe 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用?PFe 表示。 铁损由磁滞和涡流产生。 ? + – u i ① 磁滞损耗 ?Ph 由磁滞所产生的能量损耗称