铁心和线圈电路.ppt

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 §7.2 变压器的工作原理 * 发电厂 1.05万伏 输电线 22万伏 升压 变电站 1万伏 降压 变压器应用举例 … 降压 实验室 380 / 220伏 降压 仪器 36伏 降压 * 单相变压器 7.2.1 变压器的基本结构和工作原理 铁芯 原边 绕组 副边 绕组 一. 结构： * 变压器符号： 工作过程： * 空载运行 ：原边接入电源，副边开路。 接上交流电源 原边电流 i1等 于励 磁电流 i10 产生感应电动势 二. 工作原理 i10 产生磁通? （交变） （ 方向符合右手定则） * 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 根据交流磁路的分析 可得： 时 （变电压） * 负载运行 Z 副边带负载后对磁路的 影响：在副边感应电压的 作用下，副边线圈中有了 电流 i2 。此电流在磁路中 也会产生磁通，从而影响原边电流 i1。但当外加电压、频率不变时，铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变 。带负载后磁动势的平衡关系为： * 结论：原、副边电流与匝数成反比 由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流 很小，可忽略 。即： 原、副边电流关系 （变电流） * （变阻抗） 原、副边阻抗关系 从原边等效： 结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以 变比的平方。 * 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）。 * ? 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。 ? 额定容量 传送功率的最大能力。 （理想） 7.3.1 变压器的铭牌数据（以单相变压器为例） §7.3 变压器的使用 * 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 效率 变压器功 率因数 容量： 原边输入功率： 输出功率： * 7.3.2 变压器的效率(?) 为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。 ? 变压器的损耗包括两部分： 铜损 (PCU) ：绕组导线电阻所致。 磁滞损失：磁滞现象引起铁芯发热， 造成的损失。 涡流损失：交变磁通在铁芯中产生 的感应电流（涡流）， 造成的损失。 铁损( )： PFE * 7.3.3 变压器的外特性 副边输出电压和输出电流的关系。即： U2 I2 U20 U20：原边加额定电压、 副边开路时，副边的输 出电压。 一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2 变化不多） * 当电流流入两个线圈(或流出）时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端称为同极性端（同名端）。或者说，当铁芯中磁通变化（增大或减小）时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端。 同极性端(同名端) A X a x * * 7.3.4 变压器绕组极性及连接方法 A X a x * * * 电器使用时两种电压（220V/110V）的切换： 220V： 联结 2 －3 110V： 联结 1 －3，2 －4 线圈的接法 1 3 2 4 * * * 220V：联结 2 －3 励磁 两种接法下线圈工作情况的分析 * * 1 3 2 4 * 110V：联结 1 －3，2 －4 1,3 2,4 220V：联结 2 －3 1 3 2 4 * * 说明：两种接法下 不变， 所以铁芯磁路的设计相同 励磁 * 问题1：在110V 情况下，如果只用一个