电工技术 电工学I 教学课件 ppt 作者 尚丽平 第6章 变压器
2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,1,第6章 变压器,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路 §6.2 变压器,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,2,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,直流电机的磁路,交流接触器的磁路,1. 磁路：集中磁场的回路,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,3,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,1. 磁路的相关概念,磁感应强度B,F表示通电导体在磁场中受到的电磁力 I是导体中的电流 l表示导体的有效长度,单位：特斯拉T,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,4,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,1. 磁路的相关概念,磁通,单位：韦伯Wb,磁场强度H,单位：安每米A/m,磁导率,单位：亨每米H/m,真空 相对磁导率 ，是一个比值。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,5,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,2. 磁路的基本定律,安培环路定律（全电流定律）,若闭合回路上各点的磁场强度相等且其方向与闭合回路的切线方向一致：,N是线圈匝数,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,6,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,2. 磁路的基本定律,磁路欧姆定律,磁通势,磁阻,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,7,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,3. 电与磁的基本定律,均匀磁场对电流的作用,F表示通电直导体在磁场中受到的电磁力 I是直导体中的电流 l表示直导体的有效长度 直导体与磁力线夹角,左手螺旋定则判断方向,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,8,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,3. 电与磁的基本定律,电磁感应定律,线圈中感应电动势的大小，决定于线圈中磁通的变化速率，而与磁通本身的大小无关 。 负号表示感应电动势的方向永远与磁通变化的趋势相反。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,9,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.1 磁路及其分析方法,3. 电与磁的基本定律,电磁感应定律,线圈中感应电动势的大小，决定于线圈中磁通的变化速率，而与磁通本身的大小无关 。 负号表示感应电动势的方向永远与磁通变化的趋势相反。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,10,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.2 交流铁心线圈电路,（磁通势）,主磁通 ：通过铁心闭合的磁通。,漏磁通：经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通。,线圈,铁心, i，,铁心线圈的漏磁电感, 与i不是线性关系。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,12,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.2 交流铁心线圈电路,1. 电磁关系,忽略,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,13,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.2 交流铁心线圈电路,2. 功率损耗,交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。,铜损(PCu),线圈电阻R上的功率损耗称铜损，用PCu 表示。,Pcu = RI2,铁损(PFe),铁心内的功率损耗称铁损，用PFe 表示。,铁损分为磁滞损耗Ph和涡流损耗Pe,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,14,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.2 交流铁心线圈电路,磁滞损耗Ph,单位体积内的磁滞损耗正比与磁滞回线的面积和磁场交变的频率 f。,磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。,减少磁滞损耗的措施： 选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,15,§6.1 磁路与交流铁心线圈电路,6.1.2 交流铁心线圈电路,涡流损耗Pe,涡流损耗: 由涡流所产生的功率损耗。,涡流：交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。,涡流损耗转化为热能，引起铁心发热。,减少涡流损耗措施：,提高铁心的电阻率（通常由于硅钢片）。铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,16,§6.2 变压器,变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。,变压器的主要功能,变压器的分类,按照用途分,电力变压器 特种变压器 仪用变压器 调压器,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,17,§6.2 变压器,6.2.1 变压器的结构和额定值,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,18,§6.2 变压器,6.2.1 变压器的结构和额定值,铁心：磁路通路,为了减少涡流和隘滞损耗，铁心是用磁导率较高而且相互绝缘的硅钢片（厚度为0.350.5mm）叠装而成的。,按铁心安装位置,壳式,心式,-小型变压器,-电力变压器,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,19,§6.2 变压器,6.2.1 变压器的结构和额定值,绕组：电路部分,是用具有良好绝缘的漆包线、纱包线或丝包线绕成的。,按绕组,同心式,交叠式,-电力变压器,-电焊变压器,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,20,§6.2 变压器,6.2.1 变压器的结构和额定值,变压器的型号,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,21,§6.2 变压器,6.2.1 变压器的结构和额定值,一次绕组额定电压 U1N： 是在额定运行情况下，根据绝缘强度和允许温升所规定的施于一次绕组上的最高电压。,一次绕组额定电流 I1N： 是在额定电压下，一次绕组允许长期通过的最大电流。,二次绕组额定电压 U2N： 是一次绕组为额定电压时，二次绕组空载（开路）的输出电压。,二次绕组额定电流 I2N： 是在额定电压下，一次绕组允许长期通过的最大电流。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,22,§6.2 变压器,6.2.1 变压器的结构和额定值,额定容量 S ： 是变压器输出的视在功率，它是二次绕组的额定电压和额定电流的乘积，单位为VA。,额定容量 f ： 规定的工作电源频率。我国规定的标准频率为50Hz。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,23,§6.2 变压器,6.2.2 变压器的工作原理和特性,一次侧接交流电源，二次侧接负载。,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。,据电磁感应定律：,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,24,6.2.2 变压器的工作原理和特性,变压器的空载运行和变换电压,一次侧电路：,忽略,与交流线圈相同，得：,二次侧电路开路，同理得：,电压比 K为,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,25,6.2.2 变压器的工作原理和特性,变压器的负载运行和变换电流,空载和负载情况均为：,U1、 f 不变,m 基本不变,磁动势iN不变,负载时合成磁动势,空载时磁动势,忽略,电流关系为,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,26,6.2.2 变压器的工作原理和特性,变压器阻抗变换,图中,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,27,6.2.2 变压器的工作原理和特性,变压器的外特性,反映的是负载对变压器输出电压的影响 。,空载时：,要求输出电压U2受负载变化的影响愈小愈好。,电压调整率反映其影响程度：,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,28,6.2.3 常用变压器,1.三相变压器：用于电力供电系统。,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,29,6.2.3 常用变压器,2. 自耦变压器：可用作自耦调压器,2019/5/22,电工技术（电工学） 第1章 电路的基本概念与基本定律,30,6.2.3 常用变压器,3. 电流互感器： 可用作测量仪器、控制设备和保护设备,二次绕组决不允许开路,
