《电机与电气控制》讲义(第一章).pdf

第一章 变压器 本章要点： 1 ）介绍磁路的基本概念 2 ）分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况 3 ）了解三相变压器的联结组别和并联运行条件 4 ）理解变压器铭牌数据含义 本章难点： 单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况 本章首先介绍磁路的基本概念及相关的基本知识， 然后以一般用途的电力变 压器为主要研究对象，着重分析单相变压器的工作原理、基本结构和运行情况， 对其他用途的变压器作简单介绍。 以期掌握变压器变电压、 变电流、 变阻抗的原 理，掌握三相变压器的联结组别和并联运行条件； 理解变压器铭牌数据含义； 学 会正确使用各种变压器。 变压器是一种静止的、 将电能转换为电能的电气设备。 它是根据电磁感应的 原理，将某一等级的交流电压和电流转换成同频率的另一等级电压和电流的设 备。具有变换电压、变换电流和变换阻抗的作用，因此无论在电力系统、电气测 量、电子线路还是自动控制系统中都具有广泛的应用。 第一节 磁路的基本概念 一、磁路和磁路欧姆定律 1 ．磁路 工程上，为了得到较强的磁场并有效地加以应用， 常采用导磁性能良好的铁 磁材料做成一定形状的铁心， 而将线圈绕在铁心上。 当线圈中通过电流时， 铁心 即被磁化，使得其中的磁场大为增强， 故通电线圈产生的磁通主要集中在由铁心 构成的闭合路径内，这种磁通集中通过的路径便称为磁路。 磁路——磁通集中通过的路径。 图 1.1 磁路 磁路由电流产生，也可由永久磁铁产生。 用于产生磁场的电流称为励磁电流， 通过励磁电流的线圈称为励磁线圈。 电路有直流和交流之分， 磁路也分为直流磁 路和交流磁路， 它们各具有不同的特点。 有的磁路中包含有空气隙， 空气隙虽然 不大，但它对磁路的工作情况却有很大的影响。 分析磁路问题， 也就是分析磁路中的磁场问题， 因而磁场的一些物理量也适 用于磁路。 2、磁路欧姆定律 要使磁路中建立一定大小的磁通Φ， 就必须在具有一定匝数 N 的线圈中，通 入一定大小的电流 I 。实验证明，增大电流 I 或增大线圈匝数 N，都同样可以达 到增大磁通Φ的目的。可见， NI 乃是建立磁通的根源。所以把乘积 NI 称作磁路 的磁通势 F，简称磁势。它犹如电路中电动势是产生电流的源泉那样，故磁通势 F=NI，磁通势的单位是安（ A）。 如果把相同的磁通势加到不同的磁路中去， 获得的磁通也不相同。 这说明磁 通除了与磁通势有关外， 还与组成磁路的物质及尺寸有关。 由实验得知， 当磁通 势一定时，根据安培环路定律的数学表达式 Hdl I 可得到下列关系： B NI Hl l S NI F 或 (1-1) l R