秦增煌 电工学 第6章.ppt

第6章 磁路与铁心线圈电路 第6章 磁路与铁心线圈电路 本章要求： 6.1 磁路及其分析方法 2、 磁通 4、 磁导率 6.1.2 磁性材料的磁性能 1. 非磁性物质 2. 磁性物质 （1）高导磁性 6.1.3 磁路的分析方法 2、磁路的欧姆定律 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 变压器的结构 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） 三相电压的变换 （1）三相变压器Y/Y0联结 （2）三相变压器Y0/?联结 3. 电流变换 4. 阻抗变换 5.变压器额定值 6.3.2 变压器的外特性 6.3.3 变压器的效率(?) 6.3.4 变压器绕组的极性 6.3.5 特殊变压器 1.自耦变压器 2.电流互感器 6.4 电磁铁 变压器的磁路 绕组： 一次绕组 二次绕组 单相变压器 + – + – 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。 一次侧接交流电源，二次侧开路。 + – + – + – + – + – ??1 ? i0 ( i0N1) ? ??1 空载时，铁心中主磁通?是由一次绕组磁通势产生的。 一次侧接交流电源，二次侧接负载。 + – + – + – ??1 ? ? ??1 i1 ( i1N1) i1 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。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? 有效值: 同 理： 主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　 则 (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势 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 A B C X Y Z a b c z y x 1) 三相变压器的结构 高压绕组： A-X B-Y C-Z X、Y 、Z ：尾端 A、B、C ：首端 低压绕组： a-x b-y c-z a、b、c：首端 x、y、z：尾端 2) 三相变压器的联结方式 联结方式： 高压绕组接法 低压绕组接法 三相配电变压器 动力供电系统（井下照明） 高压、超高压供电系统 常用接法: 线电压之比： A C B b c a + – + – + – + – 线电压之比： A C B a b c + – + – + – (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。 + – + – + – ? 额定电压 U1N、U2N 变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值 单相：U1N ，一次侧电压， U2N，二次侧空载时的电压 三相：U1N、U2N，一次、二次侧的线电压 ? 额定电流 I1N、I2N 变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。 单相：一次、二次侧绕组允许的电流值 三相：一次、二次侧绕组线电流 ? 额定容量 SN 传送功率的最大能力。 单相： 三相： 容量 SN ? 输出功率 P2 一次侧输入功率 P1 ? 输出功率 P2 注意：变压器几个功