变压器与磁性材料基本知识概述.pptx

青岛晶石电子有限公司 做有品之人，行有品之事 每一个立面都孕育太阳 这是“晶”的境界 孕育太阳的每一个境界 这是“品”的信念 “品”，成就了晶石的灵魂 有品的人格才能赢得尊重 有品的事业必将屹立不倒 晶石电子 1 变压器及磁性材料基本知识简介 晶石电子 2 变压器的工作原理 一.理想变压器的工作原理 1.什么是理想变压器 符合下列条件者，称之为理想变压器: (1)初次级线圈的电阻为零，因而初次级回路无铜阻压降，无功率损耗 （2）铁芯无损耗，变压器无温升。 （3）铁芯的磁导率很大，因而初次级之间无漏磁，即初级产生的磁通全部穿过次级，次级产生的磁通全部穿过初级。 （4）铁芯无磁饱和现象。 我们引进理想变压器的概念，是为了使变压器工作过程的讨论简单明了。 晶石电子 3 2. 理想变压器的工作的物理过程 理想变压器的工作可以分为三个物理过程：电动生磁，磁动生电，磁动势平衡。 理想变压器的工作可分为两种状态：空载状态，负载状态。 (1)第一个物理过程——电动生磁（空载状态）： 当变压器初级接通交流电源时，在交流电压U1 的作用下，初级回路产生交变的磁化电流IΦ ,该电流流过初级W1 ,形成磁化磁动势W1 IΦ ，它对铁芯激磁，于是在铁芯中产生交变磁通Φ0 。这一过程称为电动生磁，就是电流流动而产生磁通的过程，如图1－1所示。 我们把Φ0称为主磁通。其磁密 为B 0= Φ0/ SC。 （当电压为正弦波时， 磁通亦为正弦波） 图1-1 晶石电子 4  (2)第二个物理过程——磁动生电（空载状态）  晶石电子 如图1-2所示，按照电磁感应定律，当线圈中的磁通发生变化，会在线圈两端产生感 应电动势E，感应电动势的大小与线圈的匝数成正比，与磁通的变化率成正比（E=wdΦ/dt)。 我们知道在第一过程中铁芯里产生了交变磁通Φ0，Φ0交链初级线圈w1 ，在w1的的两端产生自感电动势E1 。 Φ0又交链次级线圈w2,,在w1的的两端产生互感电动势E2 。当磁通为正弦波时，由电磁感应公式E=wdΦ/dt可以推导出E1 、 E2 的大小为： E1 =4.44 w1 Φ0 f ------(1-1) E2 =4.44 w2 Φ0 f ------(1-2) 式中： w1 ------初级匝数 w2------次级匝数 Φ0 ------交变磁通（韦伯） f ------磁通变化频率（赫兹） 在理想状态下，初次级电阻为零，自感电动势E1与外电压U1之间的 关系为：大小相等，方向相反；次级输出电压U2等于互感电动势E2 。 即： U1 = E1 =4.44 w1 Φ0 f ------(1-3) U2 = E2 =4.44 w2 Φ0 f ------(1-4) 这就是磁通变化而产生感应电动势E1 、 E2，即磁动生电过程。 图1-2 5 (3)第三个物理过程——初、次级磁动势平衡过程（负载状态） 当次级接上负载电阻R2后，次级回路在E2 的作用下产生感应电流I2，（因为它流过负载，故又称负载电流）， I2流过w2 ，产生反磁势I2 w2 ，进而产生反磁通Φ2 ，该磁通与初级磁通方向相反，使初级磁通减少。此时，初级回路电流增大，即初级产生一个新的电流I1,,,新的磁势w1I1,新的磁通Φ1 ,与w2 I2 、 Φ2抗衡，维持原磁通Φ不变。这两个磁通Φ1与Φ2 ,两个磁动势I1w1与I2w2 ,大小相等，方向相反。 即： Φ1 = Φ2 ------(1-5) w1I1 = w2 I2 -----(1-6) 这一物理过程称为磁动势平衡过程，如图1-3所示。 初级产生的一个新的电流I1，是随I2的产生而产生， 随I2的消失而消失，犹如镜面上光线的反射关系， 故称I1为I2映射电流。工程计算上常把映射电流写成 I´2 ，式(1-6)可改写成： w1 I´2 = w2 I2 -----(1-7) 晶石电子 图1-3 6 3. 变压器可以变压、变流、变阻 (1)变压原理： 从(1-3)、(1-4)式中，我们可以得出： U2 /U1 =W2 / W1 -----(1-8) 移项后得：