变压器原理与应用课件.pptVIP

鐵磁材料的類型：(1)軟磁材料：磁導率高，磁滯特性不明顯，矯頑力和剩磁都小，磁滯回線較窄，磁滯損耗小（常用做磁頭、磁心等）。(2)永磁材料：剩磁和矯頑力均較大，磁滯性明顯，磁滯回線較寬（常用做永久磁鐵）。(3)矩磁材料：只要受較小的外磁場作用就能磁化到飽和，當外磁場去掉，磁性仍保持，磁滯回線幾乎成矩形（可用做記憶元件）。3、磁路的兩個基本定律3.1安培環路定律（全電流定律）（1）磁場中任何閉合回路磁場強度H的線積分,等於通過這個閉合路徑內電流的代數和。即：∮Hdl=∑I=I1+I2+I3（如圖所示）上式左側為磁場強度向量沿閉合回線的線積分；右側是穿過由閉合回線所圍面積的電流的代數和。電流的符號規定為：電流方向和磁場強度的方向符合右手定則的，電流取正；否則取負。（2）在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強度相等）中，安培環路定律可寫成：NI=HL（如圖3-7b所示），式中其中N為線圈的匝數，I為通過線圈的電流，NI稱為磁動勢，一般用F表示；H為磁路中心處的磁場強度，L為磁路長度，HL稱為磁壓降。（3）在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場強度不等）中，總磁動勢等於各段磁壓降之和。即：∑NI=∑HL或NI=Hμlμ+H0l0（如圖3-7c所示）3.2磁路的歐姆定律對於均勻磁路：F=NI=HL=BL/μ=ФL/Sμ=ФRm（Rm=L/μS稱為磁阻）則磁路的歐姆定律為：F=ФRm（均勻磁路的磁動勢F等於磁通Ф乘磁阻Rm）因鐵磁物質的磁阻Rm不是常數，它會隨勵磁電流I的改變而改變，因而通常不能用磁路的歐姆定律直接計算，但可以用於定性分析很多磁路問題。3.3磁路與電路的比較4、交流鐵芯線圈如圖3-9所示的交流鐵心線圈電路，在帶鐵心的線圈上加正弦交流電壓u，線圈中的電流便在鐵心中產生主磁通Φ和漏磁通Φσ。主磁通Φ是流經鐵心的工作磁通，漏磁通Φσ是由於空氣隙或其他原因損耗的磁通，它不流經鐵心。主磁通和漏磁通都要線上圈中產生感應電動勢，一個是主磁電動勢e，另一個是漏磁電動勢eσ。設線圈的電阻為R，主磁電動勢為e和漏感電動勢為eσ，由KVL，有：設主磁通Φ按正弦規律變化：由於線圈的電阻R和漏磁通都很小，R上的電壓和漏感電動勢也很小，與主磁電動勢比較可以忽略不計。於是：表明在忽略線圈電阻R及漏磁通的條件下，當線圈匝數N及電源頻率f為一定時，主磁通的幅值Φm由勵磁線圈外的電壓有效值U確定，與鐵心的材料及尺寸無關。則： 則：u的有效值為： tΦΦwsinm＝5、電磁鐵電磁鐵通常有線圈、鐵心、和銜鐵三個主要部分組成。其工作原理是：當線圈通電後，電磁鐵的鐵心被磁化，吸引銜鐵動作從而帶動其他機械裝置發生聯動；當電源斷開後，電磁鐵鐵心的磁性消失，銜鐵帶動其他機械裝置釋放。電磁鐵有交流電磁鐵和直流電磁鐵兩類。電磁鐵的工業應用較普遍，如繼電器、接觸器等，都是利用電磁鐵來吸合、分離觸點。下麵簡單分析一下電磁鐵吸合過程：由上節可知：在吸合過程中若外加電壓不變,則Φ基本不變，又因為F=IN=ΦRm，所以可得出以下結論：電磁鐵吸合前(氣隙大）→Rm大→吸合時起動電流大；電磁鐵吸合後(氣隙小）→Rm小→維持電流小。思考題3：交流電磁鐵通電後，若銜鐵長時期被卡住而不能吸合（如圖3-10所示），會引起什麼後果？ 答：如果氣隙中有異物卡住，電磁鐵長時間吸不上，線圈中的電流一直很大，將會導致過熱，把線圈燒壞。6、變壓器的工作原理當一個正弦交流電壓U1加在初級線圈兩端時，導線中就有交變電流I1並產生交變磁通ф1，它沿著鐵心穿過初級線圈和次級線圈形成閉合的磁路。在次級線圈中感應出互感電勢U2，同時ф1也會在初級線圈上感應出一個自感電勢E1，E1的方向與所加電壓U1方向相反而幅度相近，從而限制了I1的大小。為了保持磁通ф1的存在就需要有一定的電能消耗，並且變壓器本身也有一定的損耗，儘管此時次級沒接負載，初級線圈中仍有一定的電流，這個電流我們稱為“空載電流”。如果次級接上負載，次級線圈就產生電流I2，並因此而產生磁通ф2，ф2的方向與ф1相反，起了互相抵消的作用，使鐵心中總的磁通量有所減少，從而使初級自感電壓E1減少，其結果使I1增大，可見初級電流與次級負載有密切關係。