磁路和变压器 (2).ppt

在电机和电器铁心中的涡流是有害的。因为它不仅消耗电能，使电气设备效率降低，而且涡流损耗转变为热量，使设备温度升高，严重时将影响设备正常运行。在这种情况下，要尽量减小涡流。减小涡流的方法是采用表面彼此相互绝缘的硅钢片叠合，做成电器设备的铁心,如图3-11（b）所示。这样，一方面把产生涡流的区域划小，另一方面增加涡流的路径总长度，相当于增大涡流路径的电阻，因而可以减小涡流。第31页，共65页，星期日，2025年，2月5日图3-11涡流

（a）涡流；（b）减小涡流

第32页，共65页，星期日，2025年，2月5日涡流虽然在很多电器中会引起不良后果，但在另一些场合下，人们却利用涡流为生产、生活服务。例如工业上利用涡流产生热量来熔化金属，日常生活中的电磁灶也是利用涡流的原理制成的，它给人们的生活带来很大的便利。第33页，共65页，星期日，2025年，2月5日3.4变压器变压器是一种常见的电气设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压。发电厂欲将P=3UIcosφ的电功率输送到用电的区域，在P、cosφ为一定值时，若采用的电压愈高，则输电线路中的电流愈小，因而可以减少输电线路上的损耗，节约导电材料。所以远距离输电采用高电压是最为经济的。目前，我国交流输电的电压最高已达500kV。这样高的电压，无论从发电机的安全运行方面或是从制造成本方面考虑，都不允许由发电机直接生产。第34页，共65页，星期日，2025年，2月5日发电机的输出电压一般有3.15kV、6.3kV、10.5kV、15.75kV等几种，因此必须用升压变压器将电压升高才能远距离输送。电能输送到用电区域后，为了适应用电设备的电压要求，还需通过各级变电站（所）利用变压器将电压降低为各类电器所需要的电压值。在用电方面，多数用电器所需电压是380V、220V或36V，少数电机也采用3kV、6kV等。变压器种类很多，按其用途不同，有电源变压器、控制变压器、电焊变压器、自耦变压器、仪用互感器等。变压器种类虽多，但基本原理和结构是一样的。第35页，共65页，星期日，2025年，2月5日一、变压器的基本结构变压器由套在一个闭合铁心上的两个或多图3-12变压器结构示意图个线圈（绕组）构成，如图3-12所示。铁心和线圈是变压器的基本组成部分。为了减少磁通变化时所引起的涡流损失，变压器的铁心要用厚度为0.35～0.5mm的硅钢片叠成。片间用绝缘漆隔开。变压器和电源相连的线圈称为原绕组（或原边,或初级绕组），和负载相连的线圈称为副绕组（或副边,或次级绕组）。绕组与绕组及绕组与铁心之间都是互相绝缘的。第36页，共65页，星期日，2025年，2月5日图3-12变压器结构示意图

第37页，共65页，星期日，2025年，2月5日变压器的工作原理为了叙述方便，下面分两种情况分析变压器的运行状态。1.变压器的空载运行压器原线圈接上额定的交变电压，副线圈开路不接负载，称为空载运行，如图3-13所示。1）空载电流I0在外加正弦电压u1的作用下，线圈内有交变电流i0流过。这时原线圈内的电流，称作变压器的空载电流，又称激磁电流。它与原线圈匝数N1的乘积i0N1称为激磁磁势。第38页，共65页，星期日，2025年，2月5日图3-13空载时的变压器第39页，共65页，星期日，2025年，2月5日由于铁心的磁导率远大于空气的磁导率，所以激磁磁势产生的磁通绝大部分集中在铁心里，沿铁心而闭合，该磁通称作主磁通（或工作磁通），用Φ表示。空载电流（激磁电流）的有效值I0一般都很小，约为额定电流的3%～8%。2）原、副绕组中的感应电动势设主磁通按正弦规律变化，即Φ=Φmsinωt则原线圈中的感应电动势为第40页，共65页，星期日，2025年，2月5日上式表明,e1按正弦规律变化，且在相位上滞后于主磁通π/2。感应电动势最大值E1m=N1ωΦm=2πfN1Φm感应电动势有效值同理，副线圈中感应电动势的有效值为