电工学(第七版)上册秦曾煌第六章.ppt

下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出第第6章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路•6.2 6.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路•6.3 6.3 变压器变压器变压器变压器•6.4 6.4 电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁 6.1 6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法磁路及其分析方法磁路及其分析方法下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义;3. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用;4. .了解三相电压的变换方法了解三相电压的变换方法;本章要求：本章要求：第第6章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路5. 了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识1. 理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁基本知识及磁路的基本定律，会分析计算交流铁心线圈电路心线圈电路;下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 在很多电工设备（如变压器、电机、电磁铁、电在很多电工设备（如变压器、电机、电磁铁、电工测量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁工测量仪器等）中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题。

只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，路的问题只有同时掌握了电路和磁路的基本理论，才能对以上电工设备进行全面分析才能对以上电工设备进行全面分析 在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成一定形状的铁心铁心的磁导率比周围空气或其做成一定形状的铁心铁心的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多，它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路直流电机的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路交流接触器的磁路四极直流电机和交流接触器的磁路四极直流电机和交流接触器的磁路6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.1.1 磁场的基本物理量磁场的基本物理量1 1. . . .磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。

表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量方向方向方向方向: : : :与电流的方向之间符合右手螺旋定则与电流的方向之间符合右手螺旋定则与电流的方向之间符合右手螺旋定则与电流的方向之间符合右手螺旋定则大小大小大小大小: : : :单位单位单位单位: : : : 特斯拉特斯拉特斯拉特斯拉( ( ( (T T) ) ) )，，，，1 1 1 1T = 1Wb/mT = 1Wb/m2 2 均匀磁场均匀磁场均匀磁场均匀磁场: : : :各点磁感应强度大小相等，方向相同各点磁感应强度大小相等，方向相同各点磁感应强度大小相等，方向相同各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称的磁场，也称的磁场，也称的磁场，也称匀强磁场匀强磁场匀强磁场匀强磁场下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2. 2. 磁通磁通磁通磁通   穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于穿过垂直于B B方向的面积方向的面积方向的面积方向的面积 S S 中的磁力线总数中的磁力线总数中的磁力线总数中的磁力线总数 说明说明说明说明: : : : 如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀如果不是均匀磁场，则取磁场，则取磁场，则取磁场，则取 B B 的平均值。

的平均值的平均值的平均值在在在在均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中均匀磁场中    = B A = B A 或或或或 B= B=    / /A A 磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通的单位面积所通过的磁通, , , ,故又称故又称故又称故又称磁通密度磁通密度磁通密度磁通密度磁通磁通磁通磁通   的单位的单位的单位的单位: : : :韦韦韦韦[ [ [ [伯伯伯伯](](](](WbWb) ) ) ) 1Wb =1V 1Wb =1V·s ·s3 3. . . .磁场强度磁场强度磁场强度磁场强度HH 是计算磁场时所引用的一个物理量是计算磁场时所引用的一个物理量是计算磁场时所引用的一个物理量是计算磁场时所引用的一个物理量, , 也是矢量也是矢量也是矢量也是矢量, , 通通通通过它来确定磁场与电流之间的关系。

过它来确定磁场与电流之间的关系过它来确定磁场与电流之间的关系过它来确定磁场与电流之间的关系 单位：单位：单位：单位：安培安培安培安培/ /米米米米( ( ( (A/m)A/m)下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出实验测得真空的磁导率：实验测得真空的磁导率：实验测得真空的磁导率：实验测得真空的磁导率：4. 4. 磁导率磁导率磁导率磁导率    表示磁场媒质磁性的物理量表示磁场媒质磁性的物理量表示磁场媒质磁性的物理量表示磁场媒质磁性的物理量, , 衡量物质的导磁能力衡量物质的导磁能力衡量物质的导磁能力衡量物质的导磁能力它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：它与磁场强度的乘积就等于磁感应强度，即：单位：单位：单位：单位：亨亨亨亨/ /米米米米 (H/m) (H/m)即：即：相对磁导率相对磁导率相对磁导率相对磁导率    r r：：：： 任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率任一种物质的磁导率    和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率和真空的磁导率    0 0 的比值的比值的比值的比值。

下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.1.2 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能1. 1. 高导磁性高导磁性高导磁性高导磁性 磁性材料的磁导率很高磁性材料的磁导率很高磁性材料的磁导率很高磁性材料的磁导率很高, ,    r r 1 1，可达数百、数千，可达数百、数千，可达数百、数千，可达数百、数千乃至数万乃至数万乃至数万乃至数万磁性材料磁性材料磁性材料磁性材料能被强烈磁化，能被强烈磁化，能被强烈磁化，能被强烈磁化，具有很高的导磁具有很高的导磁具有很高的导磁具有很高的导磁性能 磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等磁性材料主要指铁、镍、钴及其合金等 磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中, ,如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。

如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心在这种在这种在这种在这种具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度可以产生较大的磁通和磁感应强度可以产生较大的磁通和磁感应强度可以产生较大的磁通和磁感应强度下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2 2. . . .磁饱和性磁饱和性磁饱和性磁饱和性　　将磁性材料放入磁场强度为　　将磁性材料放入磁场强度为　　将磁性材料放入磁场强度为　　将磁性材料放入磁场强度为 H H 的磁场内，会受的磁场内，会受的磁场内，会受的磁场内，会受到强烈的磁化，其磁滞曲线如图到强烈的磁化，其磁滞曲线如图到强烈的磁化，其磁滞曲线如图到强烈的磁化，其磁滞曲线如图   B B和和和和   与与与与HH的关系的关系的关系的关系 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，B B 与与与与 HH不成正比，磁性物质的磁导率不成正比，磁性物质的磁导率不成正比，磁性物质的磁导率不成正比，磁性物质的磁导率    不是常数，随不是常数，随不是常数，随不是常数，随HH而变。

而变 有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，有磁性物质存在时，   与与与与 I I 也不成正比也不成正比也不成正比也不成正比 磁性物质的磁化曲线在磁路磁性物质的磁化曲线在磁路磁性物质的磁化曲线在磁路磁性物质的磁化曲线在磁路计算上极为重要，其为非线性曲计算上极为重要，其为非线性曲计算上极为重要，其为非线性曲计算上极为重要，其为非线性曲线，实际中通过实验得出线，实际中通过实验得出线，实际中通过实验得出线，实际中通过实验得出 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3 3. . . .磁滞性磁滞性磁滞性磁滞性 磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其磁性材料在交变磁场中反复磁化，其 B B- - HH关系曲关系曲关系曲关系曲线是一条回形闭合曲线，称为线是一条回形闭合曲线，称为线是一条回形闭合曲线，称为线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线 磁性材料中磁性材料中磁性材料中磁性材料中磁感应强度的变化滞后于磁场强度变磁感应强度的变化滞后于磁场强度变磁感应强度的变化滞后于磁场强度变磁感应强度的变化滞后于磁场强度变化的性质称为磁性物质的磁滞性。

化的性质称为磁性物质的磁滞性化的性质称为磁性物质的磁滞性化的性质称为磁性物质的磁滞性剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度剩磁感应强度B Br r ( (剩磁剩磁剩磁剩磁) ) ：：：： 当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零( (HH=0)=0)时时时时, , 铁心中的磁感应强度铁心中的磁感应强度铁心中的磁感应强度铁心中的磁感应强度例如例如例如例如: : 永久磁铁的磁性就是由永久磁铁的磁性就是由永久磁铁的磁性就是由永久磁铁的磁性就是由剩磁产生的；自励直流发电机剩磁产生的；自励直流发电机剩磁产生的；自励直流发电机剩磁产生的；自励直流发电机的磁极，为了使电压能建立，的磁极，为了使电压能建立，的磁极，为了使电压能建立，的磁极，为了使电压能建立，也必须具有剩磁也必须具有剩磁也必须具有剩磁也必须具有剩磁 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3. 3. 磁滞性磁滞性磁滞性磁滞性 剩磁也存在着有害的一面，剩磁也存在着有害的一面，剩磁也存在着有害的一面，剩磁也存在着有害的一面，例如，当工件在平面磨床上加例如，当工件在平面磨床上加例如，当工件在平面磨床上加例如，当工件在平面磨床上加工完毕后，由于电磁吸盘有剩工完毕后，由于电磁吸盘有剩工完毕后，由于电磁吸盘有剩工完毕后，由于电磁吸盘有剩磁，还将工件吸住。

为此要通磁，还将工件吸住为此要通磁，还将工件吸住为此要通磁，还将工件吸住为此要通入反向去磁电流，去掉剩磁，入反向去磁电流，去掉剩磁，入反向去磁电流，去掉剩磁，入反向去磁电流，去掉剩磁，才能取下工件才能取下工件才能取下工件才能取下工件矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力矫顽磁力HHc c：：：： 使使使使 B B = 0 = 0 所需的所需的所需的所需的 H H 值 磁性物质不同，其磁滞回磁性物质不同，其磁滞回磁性物质不同，其磁滞回磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同线和磁化曲线也不同线和磁化曲线也不同线和磁化曲线也不同磁滞回线磁滞回线磁滞回线磁滞回线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线几种常见磁性物质的磁化曲线下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1) (1) 软磁材料软磁材料软磁材料软磁材料 具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。

具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄一般用来一般用来一般用来一般用来制造电机、电器及变压器等的铁心常用的有铸铁、制造电机、电器及变压器等的铁心常用的有铸铁、制造电机、电器及变压器等的铁心常用的有铸铁、制造电机、电器及变压器等的铁心常用的有铸铁、硅钢、坡莫合金及铁氧体等硅钢、坡莫合金及铁氧体等硅钢、坡莫合金及铁氧体等硅钢、坡莫合金及铁氧体等2) (2) 永磁材料永磁材料永磁材料永磁材料 具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽具有较大的矫顽磁力，磁滞回线较宽一般用来一般用来一般用来一般用来制造永久磁铁常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等制造永久磁铁常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等制造永久磁铁常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等制造永久磁铁常用的有碳钢及铁镍铝钴合金等3) (3) 矩磁材料矩磁材料矩磁材料矩磁材料 具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接具有较小的矫顽磁力和较大的剩磁，磁滞回线接近矩形，稳定性良好。

近矩形，稳定性良好近矩形，稳定性良好近矩形，稳定性良好在计算机和控制系统中用作记在计算机和控制系统中用作记在计算机和控制系统中用作记在计算机和控制系统中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件常用的有镁锰铁氧体忆元件、开关元件和逻辑元件常用的有镁锰铁氧体忆元件、开关元件和逻辑元件常用的有镁锰铁氧体忆元件、开关元件和逻辑元件常用的有镁锰铁氧体及及及及1J511J51型铁镍合金等型铁镍合金等型铁镍合金等型铁镍合金等下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.1.3 磁路的分析方法磁路的分析方法磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律磁路的欧姆定律是分析磁路的基本定律 以图示磁路为例，根据安培环路定律以图示磁路为例，根据安培环路定律以图示磁路为例，根据安培环路定律以图示磁路为例，根据安培环路定律可得出可得出可得出可得出1. 1. 引例引例引例引例下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出式中：式中：F = NI 为磁通势，由其产生磁通；为磁通势，由其产生磁通； Rm : 磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用；磁阻，表示磁路对磁通的阻碍作用； l : 磁路的平均长度；磁路的平均长度； A: 磁路的截面积。

磁路的截面积2. 2. 磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律 若某磁路的磁通为若某磁路的磁通为 ，，磁通势为磁通势为F ，磁阻为，磁阻为Rm，，即有：即有：即有：即有：此即此即此即此即磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律磁路的欧姆定律则则下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3. 3. 磁路与电路的比较磁路与电路的比较磁路与电路的比较磁路与电路的比较下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出4. 4. 磁路分析的特点磁路分析的特点磁路分析的特点磁路分析的特点(1)(1)在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离不在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离不在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离不在处理电路时不涉及电场问题，在处理磁路时离不开磁场的概念；例如在讨论电机时，常常要分析电机开磁场的概念；例如在讨论电机时，常常要分析电机开磁场的概念；例如在讨论电机时，常常要分析电机开磁场的概念；例如在讨论电机时，常常要分析电机磁路的气隙中磁感应强度的分布情况磁路的气隙中磁感应强度的分布情况磁路的气隙中磁感应强度的分布情况。

磁路的气隙中磁感应强度的分布情况2)(2)在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路在处理电路时一般可以不考虑漏电流，在处理磁路时一般都要考虑漏磁通；时一般都要考虑漏磁通；时一般都要考虑漏磁通；时一般都要考虑漏磁通；(3)(3)磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似磁路欧姆定律和电路欧姆定律只是在形式上相似由于由于由于由于     不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不是常数，其随励磁电流而变，磁路欧姆定律不能直接用来计算，只能用于定性分析；不能直接用来计算，只能用于定性分析；不能直接用来计算，只能用于定性分析；不能直接用来计算，只能用于定性分析；(4)(4)在电路中，当在电路中，当在电路中，当在电路中，当 E E= 0= 0时，时，时，时，I I= 0= 0；但在磁路中，由于有；但在磁路中，由于有；但在磁路中，由于有；但在磁路中，由于有剩磁，当剩磁，当剩磁，当剩磁，当 F F= 0 = 0 时，时，时，时，    不为零不为零不为零不为零；；；；下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出5. 5. 磁路的分析计算磁路的分析计算磁路的分析计算磁路的分析计算主要任务主要任务主要任务主要任务: : 预先选定磁性材料中的磁通预先选定磁性材料中的磁通预先选定磁性材料中的磁通预先选定磁性材料中的磁通   ( (或磁感应强或磁感应强或磁感应强或磁感应强度度度度) )，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料，按照所定的磁通、磁路各段的尺寸和材料, , 求产求产求产求产生预定的磁通所需要的磁通势生预定的磁通所需要的磁通势生预定的磁通所需要的磁通势生预定的磁通所需要的磁通势F =NIF =NI ，确定线圈匝数，确定线圈匝数，确定线圈匝数，确定线圈匝数和励磁电流。

和励磁电流和励磁电流和励磁电流基本公式基本公式基本公式基本公式: : 设磁路由不同材料或不同长度和截面积的设磁路由不同材料或不同长度和截面积的设磁路由不同材料或不同长度和截面积的设磁路由不同材料或不同长度和截面积的 n n 段段段段组成，则基本公式为：组成，则基本公式为：组成，则基本公式为：组成，则基本公式为： 即即即即称为磁路各段的磁压降称为磁路各段的磁压降称为磁路各段的磁压降称为磁路各段的磁压降下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出基本步骤基本步骤基本步骤基本步骤: : ( (由磁通由磁通由磁通由磁通   求磁通势求磁通势求磁通势求磁通势F=NIF=NI ) )(1) (1) 求各段磁感应强度求各段磁感应强度求各段磁感应强度求各段磁感应强度 B Bi i 各段磁路截面积不同，通过同一磁通各段磁路截面积不同，通过同一磁通各段磁路截面积不同，通过同一磁通各段磁路截面积不同，通过同一磁通   , , 故有：故有：故有：故有：(2) (2) 求各段磁场强度求各段磁场强度求各段磁场强度求各段磁场强度 H Hi i 根据各段磁路材料的磁化曲线根据各段磁路材料的磁化曲线根据各段磁路材料的磁化曲线根据各段磁路材料的磁化曲线 B Bi i = f = f ( ( HHi i) , ) , 求求求求B B1 1，，，， B B2 2 ，，，，…………相对应的相对应的相对应的相对应的 HH1 1，，，， HH2 2 ，，，，…………。

3) (3) 计算各段磁路的磁压降计算各段磁路的磁压降计算各段磁路的磁压降计算各段磁路的磁压降 ( (HHi i l li i ) ) (4) (4) 根据下式求出磁通势根据下式求出磁通势根据下式求出磁通势根据下式求出磁通势( ( NINI ) ) 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 例例例例1:1:一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为一个具有闭合的均匀的铁心线圈，其匝数为300300，铁心中的磁感应强度为，铁心中的磁感应强度为，铁心中的磁感应强度为，铁心中的磁感应强度为 0.9T 0.9T，磁路的平均长度，磁路的平均长度，磁路的平均长度，磁路的平均长度为为为为45cm45cm，试求：，试求：，试求：，试求：(1)(1)铁心材料为铸铁时线圈中的电流铁心材料为铸铁时线圈中的电流铁心材料为铸铁时线圈中的电流铁心材料为铸铁时线圈中的电流; ; (2) (2) 铁心材料为硅钢片时线圈中的电流铁心材料为硅钢片时线圈中的电流铁心材料为硅钢片时线圈中的电流。

铁心材料为硅钢片时线圈中的电流解：解：解：解： (1) (1) 查铸铁材料的磁化曲线查铸铁材料的磁化曲线查铸铁材料的磁化曲线查铸铁材料的磁化曲线 当当当当 B B = 0.9 T = 0.9 T 时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度 H H = 9000 A/m= 9000 A/m，则，则，则，则(2)(2)查硅钢片材料的磁化曲线，查硅钢片材料的磁化曲线，查硅钢片材料的磁化曲线，查硅钢片材料的磁化曲线，当当当当 B B = 0.9 T = 0.9 T 时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度 H H = 260 A/m= 260 A/m，则，则，则，则结论：结论：结论：结论：如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率如果要得到相等的磁感应强度，采用磁导率高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量高的铁心材料，可以降低线圈电流，减少用铜量下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 查磁化曲线可得，查磁化曲线可得，查磁化曲线可得，查磁化曲线可得，B B铸铁铸铁铸铁铸铁 = 0.05T = 0.05T、、、、 B B硅钢硅钢硅钢硅钢 = 0.9T, = 0.9T, 两者相差两者相差两者相差两者相差1717倍。

倍 在例在例在例在例 1 (1) 1 (1)，，，，(2) (2) 两种情况下两种情况下两种情况下两种情况下, , 如线圈中通有同样大如线圈中通有同样大如线圈中通有同样大如线圈中通有同样大小的电流小的电流小的电流小的电流0.39A0.39A，则铁心中的磁场强度是相等的，则铁心中的磁场强度是相等的，则铁心中的磁场强度是相等的，则铁心中的磁场强度是相等的, , 都是都是都是都是260 A/m260 A/m 因因因因   = = BABA，如要得到相同的磁通，如要得到相同的磁通，如要得到相同的磁通，如要得到相同的磁通   ，则铸铁铁心，则铸铁铁心，则铸铁铁心，则铸铁铁心的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的的截面积必须是硅钢片铁心的截面积的1717倍结论：结论：结论：结论： 如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相如果线圈中通有同样大小的励磁电流，要得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用铁量大为降低。

铁量大为降低铁量大为降低铁量大为降低下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出查铸钢的磁化曲线，当查铸钢的磁化曲线，当查铸钢的磁化曲线，当查铸钢的磁化曲线，当B B = 0.9 T = 0.9 T 时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度时，磁场强度 HH1 1= 500 A/m= 500 A/m，于是，于是，于是，于是 例例例例2:2: 有一环形铁心线圈，其内径为有一环形铁心线圈，其内径为有一环形铁心线圈，其内径为有一环形铁心线圈，其内径为 10 cm 10 cm，外径为，外径为，外径为，外径为 15cm15cm，铁心材料为铸钢磁路中含有一空气隙，其长，铁心材料为铸钢磁路中含有一空气隙，其长，铁心材料为铸钢磁路中含有一空气隙，其长，铁心材料为铸钢磁路中含有一空气隙，其长度等于度等于度等于度等于 0.2cm 0.2cm 设线圈中通有设线圈中通有设线圈中通有设线圈中通有 1A 1A 的电流，的电流，的电流，的电流， 如要得到如要得到如要得到如要得到 0.9T 0.9T 的磁感应强度，试求线圈匝数的磁感应强度，试求线圈匝数。

的磁感应强度，试求线圈匝数的磁感应强度，试求线圈匝数 解解解解: :磁路的平均长度磁路的平均长度磁路的平均长度磁路的平均长度空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度空气隙的磁场强度下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 于是于是于是于是 总磁通势为总磁通势为总磁通势为总磁通势为 线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为 磁路中含有空气隙时磁路中含有空气隙时磁路中含有空气隙时磁路中含有空气隙时, , 由于其磁阻较大由于其磁阻较大由于其磁阻较大由于其磁阻较大, , 磁通势磁通势磁通势磁通势几乎都降在空气隙上面几乎都降在空气隙上面几乎都降在空气隙上面几乎都降在空气隙上面 结论：结论：结论：结论：当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大, ,要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流 ( ( 设线设线设线设线圈匝数一定圈匝数一定圈匝数一定圈匝数一定 ) ) 。

下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 通过上述例题，可以得出如下结论：通过上述例题，可以得出如下结论：通过上述例题，可以得出如下结论：通过上述例题，可以得出如下结论： (1) (1) 如果要得到相等的磁感应强度，采用高磁导如果要得到相等的磁感应强度，采用高磁导如果要得到相等的磁感应强度，采用高磁导如果要得到相等的磁感应强度，采用高磁导率的铁心材料，可使线圈的用铜量大大降低率的铁心材料，可使线圈的用铜量大大降低率的铁心材料，可使线圈的用铜量大大降低率的铁心材料，可使线圈的用铜量大大降低 (2) (2) 如果线圈中同有同样大小的励磁电流，要得如果线圈中同有同样大小的励磁电流，要得如果线圈中同有同样大小的励磁电流，要得如果线圈中同有同样大小的励磁电流，要得到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁到相等的磁通，采用磁导率高的铁心材料，可使铁心的用铁量大大降低心的用铁量大大降低心的用铁量大大降低心的用铁量大大降低 (3) (3) 当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，当磁路中含有空气隙时，由于其磁阻较大，要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流（线要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流（线要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流（线要得到相等的磁感应强度，必须增大励磁电流（线圈匝数一定时）。

圈匝数一定时）圈匝数一定时）圈匝数一定时）下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.2 交流铁心线圈电路交流铁心线圈电路6.2.1 电磁关系电磁关系       – –+ +e e– –+ +e e   + +– –u ui i(磁通势磁通势)主磁通主磁通主磁通主磁通   ：：：：通过铁心闭合的通过铁心闭合的通过铁心闭合的通过铁心闭合的磁通漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通     ：：：：经过空气或其它经过空气或其它经过空气或其它经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通非导磁媒质闭合的磁通非导磁媒质闭合的磁通非导磁媒质闭合的磁通线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心         i i，，，，铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感   与与与与 I I 不是线性关系不是线性关系不是线性关系不是线性关系下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.2.2 电压电流关系电压电流关系根据根据根据根据KVL:KVL:式中：式中：式中：式中：R R是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻 L L    是漏磁电感是漏磁电感是漏磁电感是漏磁电感 当当当当 u u 是正弦电压时是正弦电压时是正弦电压时是正弦电压时，其它各电压、电流、电动，其它各电压、电流、电动，其它各电压、电流、电动，其它各电压、电流、电动势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：势可视作正弦量，则电压、电流关系的相量式为：N N       – –+ +e e– –+ +e e   + +– –u ui i下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出设主磁通　　　　　　设主磁通　　　　　　设主磁通　　　　　　设主磁通　　　　　　 则则则则有效值有效值有效值有效值 由于线圈电阻由于线圈电阻由于线圈电阻由于线圈电阻 R R 和感抗和感抗和感抗和感抗X X   ( (或漏磁通或漏磁通或漏磁通或漏磁通     ) )较小较小较小较小, , 其其其其电压降也较小，与主磁电动势电压降也较小，与主磁电动势电压降也较小，与主磁电动势电压降也较小，与主磁电动势 E E 相比可忽略，相比可忽略，相比可忽略，相比可忽略，故有故有故有故有式中：式中：式中：式中：B Bmm是是是是铁心中磁感应强度的最大值，单位铁心中磁感应强度的最大值，单位铁心中磁感应强度的最大值，单位铁心中磁感应强度的最大值，单位[T][T]；；；； A A 是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位是铁心截面积，单位[m[m2 2] ]。

下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.2.3 功率损耗功率损耗 交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种1. 1. 铜损铜损铜损铜损( (   P Pcucu) ) 在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中在交流铁心线圈中, , 线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻R R上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用上的功率损耗称铜损，用   P Pcu cu 表示    P Pcu cu = = RIRI2 2式中：式中：式中：式中：R R是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；是线圈的电阻；I I 是线圈中电流的有效值是线圈中电流的有效值是线圈中电流的有效值是线圈中电流的有效值2. 2. 铁损铁损铁损铁损( (   P PFeFe) ) 在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的在交流铁心线圈中，处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用功率损耗称铁损，用   P PFeFe 表示。

它与铁心内磁感应表示它与铁心内磁感应表示它与铁心内磁感应表示它与铁心内磁感应强度的最大值强度的最大值强度的最大值强度的最大值B Bmm的平方成正比的平方成正比的平方成正比的平方成正比铁损由磁滞和涡流产生铁损由磁滞和涡流产生铁损由磁滞和涡流产生铁损由磁滞和涡流产生下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(1) (1) 磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗( (   P Ph h) ) 由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗( (   P Ph h ) ) 磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小：磁滞损耗的大小： 单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比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与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的频率频率频率频率 f f 磁滞损耗转化为热能，引磁滞损耗转化为热能，引磁滞损耗转化为热能，引磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热。

起铁心发热起铁心发热起铁心发热减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：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选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心变压选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心变压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器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低器和电机中使用的硅钢等材料的磁滞损耗较低 设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2) (2) 涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗( (   P Pe e ) )涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗: : 由涡流所产生的功率损耗由涡流所产生的功率损耗由涡流所产生的功率损耗由涡流所产生的功率损耗 涡流涡流涡流涡流：：：：交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流，称为涡流。

涡感应电动势和电流，称为涡流涡感应电动势和电流，称为涡流涡感应电动势和电流，称为涡流涡流在垂直于磁通的平面内环流流在垂直于磁通的平面内环流流在垂直于磁通的平面内环流流在垂直于磁通的平面内环流涡流涡流涡流涡流损耗转化为热能，引起铁心发热损耗转化为热能，引起铁心发热损耗转化为热能，引起铁心发热损耗转化为热能，引起铁心发热减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施：减少涡流损耗措施： 提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率( (通常由于硅通常由于硅通常由于硅通常由于硅钢片）铁心用彼此绝缘的钢片叠钢片）铁心用彼此绝缘的钢片叠钢片）铁心用彼此绝缘的钢片叠钢片）铁心用彼此绝缘的钢片叠成，把涡流限制在较小的截面内成，把涡流限制在较小的截面内成，把涡流限制在较小的截面内成，把涡流限制在较小的截面内铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：铁心线圈交流电路的有功功率为：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 先将实际铁心线圈的线圈电阻先将实际铁心线圈的线圈电阻先将实际铁心线圈的线圈电阻先将实际铁心线圈的线圈电阻 R R、漏磁感抗、漏磁感抗、漏磁感抗、漏磁感抗 X X    分分分分出出出出, , 得到用理想铁心线圈表示的电路；得到用理想铁心线圈表示的电路；得到用理想铁心线圈表示的电路；得到用理想铁心线圈表示的电路； 漏磁感抗漏磁感抗漏磁感抗漏磁感抗6.2.4 等效电路等效电路 用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈用一个不含铁心的交流电路来等效替代铁心线圈交流电路。

交流电路交流电路交流电路等效条件：等效条件：等效条件：等效条件：在同样电压作用下，功率、电流及各量在同样电压作用下，功率、电流及各量在同样电压作用下，功率、电流及各量在同样电压作用下，功率、电流及各量之间的相位关系保持不变之间的相位关系保持不变之间的相位关系保持不变之间的相位关系保持不变实际铁心线圈电路实际铁心线圈电路实际铁心线圈电路实际铁心线圈电路理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出式中：式中：式中：式中：   P PFeFe为铁损，为铁损，为铁损，为铁损，Q QFeFe为铁心储放能量的无功功率为铁心储放能量的无功功率为铁心储放能量的无功功率为铁心储放能量的无功功率故有：故有：故有：故有：理想铁心线圈的等效电路理想铁心线圈的等效电路理想铁心线圈的等效电路理想铁心线圈的等效电路 理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用具有电理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用具有电理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用具有电理想铁心线圈有能量的损耗和储放，可用具有电阻阻阻阻R R0 0和感抗和感抗和感抗和感抗X X0 0串联的电路等效。

其中：电阻串联的电路等效其中：电阻串联的电路等效其中：电阻串联的电路等效其中：电阻R R0 0是和铁是和铁是和铁是和铁心能量损耗心能量损耗心能量损耗心能量损耗( (铁损铁损铁损铁损) )相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗X X0 0是和铁心是和铁心是和铁心是和铁心能量储放相应的等效感抗其参数为：能量储放相应的等效感抗其参数为：能量储放相应的等效感抗其参数为：能量储放相应的等效感抗其参数为：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 例例例例1:1: 有一交流铁心线圈，电源电压有一交流铁心线圈，电源电压有一交流铁心线圈，电源电压有一交流铁心线圈，电源电压 U U= 220 V= 220 V电路中电路中电路中电路中电流电流电流电流 I I=4 A=4 A，功率表读数，功率表读数，功率表读数，功率表读数P P=100W=100W，频率，频率，频率，频率f f=50Hz=50Hz，漏磁，漏磁，漏磁，漏磁通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求通和线圈电阻上的电压降可忽略不计，试求:(1):(1)铁心线铁心线铁心线铁心线圈的功率因数；（圈的功率因数；（圈的功率因数；（圈的功率因数；（2 2）铁心线圈的等效电阻和感抗。

铁心线圈的等效电阻和感抗铁心线圈的等效电阻和感抗铁心线圈的等效电阻和感抗解解解解: : (1)(1)(2) (2) 铁心线圈的等效阻抗模为铁心线圈的等效阻抗模为铁心线圈的等效阻抗模为铁心线圈的等效阻抗模为等效电阻为等效电阻为等效电阻为等效电阻为等效感抗为等效感抗为等效感抗为等效感抗为下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 例例例例2:2: 要绕制一个铁心线圈，已知电源电压要绕制一个铁心线圈，已知电源电压要绕制一个铁心线圈，已知电源电压要绕制一个铁心线圈，已知电源电压 U U= 220V,= 220V,频率频率频率频率 f f = 50Hz = 50Hz ，今量得铁心截面为，今量得铁心截面为，今量得铁心截面为，今量得铁心截面为 30.2 cm 30.2 cm2 2, ,铁心由硅铁心由硅铁心由硅铁心由硅钢片叠成，设叠片间隙系数为钢片叠成，设叠片间隙系数为钢片叠成，设叠片间隙系数为钢片叠成，设叠片间隙系数为0.91 (0.91 (一般取一般取一般取一般取0.9 ~ 0.93)0.9 ~ 0.93)1) (1) 如取如取如取如取 B Bmm= 1.2 T= 1.2 T，问线圈匝数应为多少，问线圈匝数应为多少，问线圈匝数应为多少，问线圈匝数应为多少? ?(2) (2) 如磁路平均长度为如磁路平均长度为如磁路平均长度为如磁路平均长度为 60cm 60cm ，问励磁电流应多大，问励磁电流应多大，问励磁电流应多大，问励磁电流应多大? ?铁心的有效面积为铁心的有效面积为铁心的有效面积为铁心的有效面积为 (1) (1) 线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为线圈匝数为(2) (2) 查磁化曲线图，查磁化曲线图，查磁化曲线图，查磁化曲线图，B Bｍｍｍｍ=1.2T=1.2T时时时时, ,ＨＨＨＨｍｍｍｍ= 700 = 700 ＡＡＡＡ/ /ｍ，则ｍ，则ｍ，则ｍ，则解解解解: :下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.3 变压器变压器 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电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。

子线路中应用广泛变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互感器电流互感器 •变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有：： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos  及及负载功率因数负载功率因数cos  一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）6.3.1 概述概述U  I P = I² RlI  A下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 电力工业中常采用高压输电，电力工业中常采用高压输电，电力工业中常采用高压输电，电力工业中常采用高压输电，以减小远距离传输以减小远距离传输以减小远距离传输以减小远距离传输中的线路损耗在到达目的地后，再由配电变压器降中的线路损耗在到达目的地后，再由配电变压器降中的线路损耗在到达目的地后，再由配电变压器降中的线路损耗在到达目的地后，再由配电变压器降低电压等级，以降低电气设备的绝缘等级和保证用电低电压等级，以降低电气设备的绝缘等级和保证用电低电压等级，以降低电气设备的绝缘等级和保证用电低电压等级，以降低电气设备的绝缘等级和保证用电安全。

安全具体如下：具体如下：具体如下：具体如下： 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压…实验室实验室380 / 220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出变压器的分类变压器的分类电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器 ( (输配电用输配电用输配电用输配电用) )电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器 按用途分按用途分按用途分按用途分仪用变压器仪用变压器仪用变压器仪用变压器 整流变压器整流变压器整流变压器整流变压器 按相数分按相数分按相数分按相数分单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器 三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器按制造方式按制造方式按制造方式按制造方式壳式壳式壳式壳式心式心式心式心式下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出干式变压器干式变压器干式变压器干式变压器 高燃点全密封变压器高燃点全密封变压器 330KV330KV变压器变压器变压器变压器 树脂浇注干式变压器树脂浇注干式变压器树脂浇注干式变压器树脂浇注干式变压器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出单相变压器单相变压器单相变压器单相变压器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出变压器的结构变压器的结构变压器的结构变压器的结构变压器的磁路变压器的磁路绕组：绕组：绕组：绕组：一次绕组一次绕组一次绕组一次绕组二次绕组二次绕组二次绕组二次绕组由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心变压器的电路变压器的电路变压器的电路变压器的电路一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心单相变压器单相变压器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.3.2 变压器的工作原理变压器的工作原理 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。

一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心单相变压器单相变压器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(1) 空载运行情况空载运行情况1. 1. 电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路二次侧开路i0 ( i0N1)    1空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通  是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的–+–+–+–  1 +–下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2) 带负载运行情况带负载运行情况1. 1. 电磁关系电磁关系电磁关系电磁关系 一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧接负载接负载接负载接负载–+–+–  1    1i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2)   2  2i2+–e2+–e 2+–u2    Z Z  有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通  是是由一次、二次由一次、二次绕组磁通势共绕组磁通势共同产生的合成同产生的合成磁通。

磁通下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2. 2. 电压变换电压变换电压变换电压变换（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）（设加正弦交流电压）有效值有效值有效值有效值: :同同同同 理：理：理：理：主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　 则则则则(1) (1) 一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势一次、二次侧主磁通感应电动势下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出变压器一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图 绕组电阻绕组电阻 R1 和漏磁通较小和漏磁通较小, 其其两端的电压也较小两端的电压也较小, 忽略不计忽略不计, 则则(2) (2) 一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压一次、二次侧电压变压器空载时变压器空载时变压器空载时变压器空载时: :变压器空载电压变压器空载电压变压器空载电压变压器空载电压（匝比）（匝比）（匝比）（匝比）K K为变比为变比为变比为变比结论：改变匝数比，就能改变输出电压。

结论：改变匝数比，就能改变输出电压故有故有故有故有下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 变比在变压器的名牌上标注，它表示一、二次绕组变比在变压器的名牌上标注，它表示一、二次绕组变比在变压器的名牌上标注，它表示一、二次绕组变比在变压器的名牌上标注，它表示一、二次绕组的额定电压值比，例如：的额定电压值比，例如：的额定电压值比，例如：的额定电压值比，例如： “6000 / 400V ” (“6000 / 400V ” (K K=15) =15) 由于变压器有内阻抗压降由于变压器有内阻抗压降由于变压器有内阻抗压降由于变压器有内阻抗压降, , 所以所以所以所以, , 二次绕组的空载二次绕组的空载二次绕组的空载二次绕组的空载电压一般应较满载时的电压高电压一般应较满载时的电压高电压一般应较满载时的电压高电压一般应较满载时的电压高5%~10%5%~10% 二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压二次绕组的额定电压 ( (指一次绕组加额定电压时，指一次绕组加额定电压时，指一次绕组加额定电压时，指一次绕组加额定电压时，二次绕组的空载电压二次绕组的空载电压二次绕组的空载电压二次绕组的空载电压) ) U U2N 2N = 400V= 400V 表明表明表明表明一次绕组的额定电压一次绕组的额定电压一次绕组的额定电压一次绕组的额定电压 ( (一次绕组上应加的电源一次绕组上应加的电源一次绕组上应加的电源一次绕组上应加的电源电压电压电压电压) ) U U1N 1N = 6000V= 6000V下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器焊机变压器焊机变压器焊机变压器焊机变压器(1) (1) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换三相电压的变换(1) (1) 三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构三相变压器的结构高压绕组：高压绕组：U2、、 V2 、、 W2 : 尾端尾端U1、、 V1 、、 W1 : 首端首端低压绕组：低压绕组：u1 、、v1 、、w2: 首端首端u2 、、v2 、、w2: 尾端尾端(2) (2) 三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式三相变压器的联结方式联结方式联结方式联结方式联结方式：：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法三相配电变压器三相配电变压器动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统高压、超高压供电系统常用接法常用接法常用接法常用接法: :下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器Y/YY/Y0 0联结联结联结联结 高压侧接成高压侧接成Y形，相电压只有线电压的形，相电压只有线电压的 ，可以，可以降低每相绕组的绝缘要求。

降低每相绕组的绝缘要求线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出三相变压器三相变压器三相变压器三相变压器Y/Y/   联结联结联结联结线电压之比：线电压之比：线电压之比：线电压之比： 低压侧接成低压侧接成 形，相电流只有线电流的形，相电流只有线电流的 ，可以，可以减小每相绕组的导线截面减小每相绕组的导线截面下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3. 3. 电流变换电流变换电流变换电流变换有载运行有载运行有载运行有载运行当当当当U U1 1、、、、 f f 不变，则不变，则不变，则不变，则   m m 基本不变，近于常数基本不变，近于常数基本不变，近于常数基本不变，近于常数空载空载空载空载：：：：有载：有载：有载：有载：由由由由磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：空载磁势空载磁势空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势有载磁势有载磁势下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出一般情况下：一般情况下： I0 一般一般为为 10%I1N 以内很小可忽略以内很小可忽略。

结论：一次、二次侧电流与匝数成反比结论：一次、二次侧电流与匝数成反比或：或：磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：磁势平衡式：所以所以下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出4. 4. 阻抗变换阻抗变换阻抗变换阻抗变换由图可知：由图可知：由图可知：由图可知： 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的带负载的阻抗模的K 2 倍 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 例例例例 1: 1: 有一台额定容量有一台额定容量50 kV·A、额定电压为、额定电压为 3300/220V的变压器，高压绕组为的变压器，高压绕组为 6000匝匝, 试求：试求：( (1) )低压绕组匝数；低压绕组匝数；( (2) )高压边低压边额定电流高压边低压边额定电流; ( (3) )当当一次侧保持额定电压不变一次侧保持额定电压不变, 二次侧达到额定电流二次侧达到额定电流, 输出功输出功率率9 kW, 功率因数为功率因数为 cos  = 0.8 时的副边端电压时的副边端电压 U2。

解解解解: : : : (1)N2=N1U2NU1N= 4006 000 × 2203 300=( (3) ) P = U2I2Ncos  I2N = K I1N =6 00040015.1 = 227 API2N cos U2=39×103227×0.8= = 215 VSNU1N( (2) )I1N == 15.1 A=50 ×1033 300下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(1)(1) 变压器的匝数比应为变压器的匝数比应为变压器的匝数比应为变压器的匝数比应为解解解解: : 例例例例2:2: 如图如图, 交流信号源的电交流信号源的电动势动势 E= 120V,内阻内阻R 0=800 ,负载为扬声器，其等效电阻为负载为扬声器，其等效电阻为RL=8 要求: (1)当当RL折算到折算到原边的等效电阻原边的等效电阻 时，时，求变压器的匝数比和信号源输求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（出的功率；（2）当将负载直）当将负载直接与信号源联接时接与信号源联接时,信号源输信号源输出多大功率？出多大功率？下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出信号源的输出功率为信号源的输出功率为信号源的输出功率为信号源的输出功率为电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。

电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率 结论：接入变压器以后，输出功率大大提高结论：接入变压器以后，输出功率大大提高结论：接入变压器以后，输出功率大大提高结论：接入变压器以后，输出功率大大提高原因：原因：原因：原因：满足了最大功率输出的条件：满足了最大功率输出的条件：满足了最大功率输出的条件：满足了最大功率输出的条件：(2) 将负载直接接到信号源上时将负载直接接到信号源上时将负载直接接到信号源上时将负载直接接到信号源上时，，输出功率输出功率输出功率输出功率下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(1) (1) 变压器的型号变压器的型号变压器的型号变压器的型号5. 5. 变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据变压器的铭牌和技术数据S J L 1000/10S J L 1000/10 变压器额定容量变压器额定容量(KVA) 铝线圈铝线圈铝线圈铝线圈 冷却方式冷却方式冷却方式冷却方式J: J: 油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式油浸自冷式F: F: 风冷式风冷式风冷式风冷式相数相数相数相数S: 三相三相D: 单相单相 高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压(KV)(KV)下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出(2) (2) 额定值额定值额定值额定值额定电压额定电压额定电压额定电压 U U1N1N、、、、U U2N2N 变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值绕组允许的电压值绕组允许的电压值绕组允许的电压值单相：单相：单相：单相：U U1N 1N ，一次侧电压，，一次侧电压，，一次侧电压，，一次侧电压， U U2N2N，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压，二次侧空载时的电压三相：三相：三相：三相：U U1N1N、、、、U U2N2N，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压，一次、二次侧的线电压 额定电流额定电流额定电流额定电流 I I1N1N、、、、I I2N2N 变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。

电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值单相：一次、二次侧绕组允许的电流值三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流三相：一次、二次侧绕组线电流下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 额定容量额定容量额定容量额定容量 S SN N 传送功率的最大能力传送功率的最大能力传送功率的最大能力传送功率的最大能力单相：单相：单相：单相：三相：三相：三相：三相：容量容量容量容量 S SN N     输出功率输出功率输出功率输出功率 P P2 2 一次侧输入功率一次侧输入功率一次侧输入功率一次侧输入功率 P P1 1     输出功率输出功率输出功率输出功率 P P2 2注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系注意：变压器几个功率的关系( (单相单相单相单相) )效率效率效率效率容量：容量：一次侧输入功率：一次侧输入功率：输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质(2) (2) 额定值额定值额定值额定值下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.3.3 变压器的外特性与变压器的外特性与效率效率1. 1. 变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性变压器的外特性 当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压当一次侧电压 U U1和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数和负载功率因数 cos cos   2保持不变时，保持不变时，保持不变时，保持不变时，二次侧输出电压二次侧输出电压二次侧输出电压二次侧输出电压 U U2和输出电流和输出电流和输出电流和输出电流 I I2的关系，的关系，的关系，的关系，U U2 = = f f ( (I I2)。

U U2020：一次侧加额定：一次侧加额定：一次侧加额定：一次侧加额定电压、二次侧开路时，电压、二次侧开路时，电压、二次侧开路时，电压、二次侧开路时，二次侧的输出电压二次侧的输出电压二次侧的输出电压二次侧的输出电压 一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随一般供电系统希望要硬特性（随I I2 2的变化，的变化，的变化，的变化，U U2 2 变变变变化不大化不大化不大化不大) )，电压变化率约在，电压变化率约在，电压变化率约在，电压变化率约在5%5%左右电压变化率：电压变化率：电压变化率：电压变化率：coscos   2 =0.8=0.8（滞后）（滞后）（滞后）（滞后）U2I2U20I2Ncoscos   2 =1=1O电压变化率越小，供电电压稳定性越好电压变化率越小，供电电压稳定性越好电压变化率越小，供电电压稳定性越好电压变化率越小，供电电压稳定性越好下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2. 2. 变压器的效率变压器的效率变压器的效率变压器的效率( ( ( (   ) ) ) )变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：变压器的损耗包括两部分：铜损铜损铜损铜损 ( (   P PCuCu) ) ：：：：绕组导线电阻的损耗。

与负载大小绕组导线电阻的损耗与负载大小绕组导线电阻的损耗与负载大小绕组导线电阻的损耗与负载大小（正比于电流平方）有关正比于电流平方）有关正比于电流平方）有关正比于电流平方）有关 铁损铁损铁损铁损( (   P PFeFe ) )：：：：变压器的效率变压器的效率变压器的效率变压器的效率一般一般一般一般  95% ,95% ,负载为额定负载的负载为额定负载的负载为额定负载的负载为额定负载的(50~75)%(50~75)%时时时时, ,    最大输出功率输出功率输入功率输入功率磁滞损耗：磁滞损耗：磁滞损耗：磁滞损耗：涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗它与铁心内磁感应强度的它与铁心内磁感应强度的它与铁心内磁感应强度的它与铁心内磁感应强度的最大值最大值最大值最大值 B Bm m 的平方成正比的平方成正比的平方成正比的平方成正比与负载大小无关与负载大小无关与负载大小无关与负载大小无关下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出AXax 当电流流入当电流流入当电流流入当电流流入( (或流出）两个线圈时，若产生的磁通方或流出）两个线圈时，若产生的磁通方或流出）两个线圈时，若产生的磁通方或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入向相同，则两个流入向相同，则两个流入向相同，则两个流入 ( (或流出或流出或流出或流出) ) 端称为同极性端。

端称为同极性端端称为同极性端端称为同极性端• • 1. 1. 同极性端同极性端同极性端同极性端 ( ( 同名端同名端同名端同名端 ) ) 或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的或者说，当铁心中磁通变化时，在两线圈中产生的感应电动势极性相同的两端为同极性端感应电动势极性相同的两端为同极性端感应电动势极性相同的两端为同极性端感应电动势极性相同的两端为同极性端 同极性端用同极性端用“•”表示表示增加增加+–+– 同极性端同极性端同极性端同极性端和绕组的绕和绕组的绕和绕组的绕和绕组的绕向有关6.3.4 变压器绕组的极性变压器绕组的极性• AX Xax++––• 下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出联接联接 2－－3 变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为变压器原一次侧有两个额定电压为 110V 110V 的绕组：的绕组：的绕组：的绕组：2. 2. 线圈的接法线圈的接法线圈的接法线圈的接法 联接联接 1－－3，， 2 －－4当电源电压为当电源电压为220V时：时：+–+–电源电压为电源电压为110V时：时：1324••1324 ••ii下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出问题：问题：问题：问题：如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？如果两绕组的极性端接错，结果如何？结论：结论：结论：结论：在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端在同极性端不明确时，一定要先测定同极性端 再通电。

再通电答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器答：有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消原因：原因：电流电流 很大很大烧毁变压器烧毁变压器烧毁变压器烧毁变压器感应电势感应电势    下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出方法一：交流法方法一：交流法方法一：交流法方法一：交流法把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端把两个线圈的任意两端 (X - x) (X - x)连接连接连接连接, , 然后在然后在然后在然后在 AX AX 上加一低电压上加一低电压上加一低电压上加一低电压 uAX 测量：测量：说明说明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是是同极性端同极性端 说明说明说明说明 A A 与与与与 a a 或或或或 X X 与与与与 x x 为同极性端为同极性端为同极性端为同极性端 结论：结论：结论：结论：若若若若VV3. 3. 同极性端的测定方法同极性端的测定方法同极性端的测定方法同极性端的测定方法+–若若aAXx下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 使用时，改变滑动端的位置使用时，改变滑动端的位置使用时，改变滑动端的位置使用时，改变滑动端的位置, , 便可得到不同的输便可得到不同的输便可得到不同的输便可得到不同的输出电压。

实验室中用的调压器就是根据此原理制作出电压实验室中用的调压器就是根据此原理制作出电压实验室中用的调压器就是根据此原理制作出电压实验室中用的调压器就是根据此原理制作的注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用，以防以防以防以防变压器损坏因为变压器损坏因为变压器损坏因为变压器损坏因为N N变小时，磁通增大，电流会迅变小时，磁通增大，电流会迅变小时，磁通增大，电流会迅变小时，磁通增大，电流会迅速增加6.3.5 特殊变压器特殊变压器1. 1. 自耦变压器自耦变压器自耦变压器自耦变压器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出被测电压被测电压=电压表读数电压表读数   N1/N22 2. . . .电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压其中：其中：一次电压一次电压U1N是是电网的额定电压电网的额定电压, ,且已且已标准化标准化(如如10, ,35, 110，，220, ,330, ,500千伏等千伏等), 二次电压二次电压U2N, ,一般设一般设计为计为100伏伏。

电压表电压表电压表电压表U1N / U2N = K下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出被测电压被测电压=电压表读数电压表读数   N1/N22 2. . . .电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压实现用低量程的电压表测量高电压电压表电压表电压表电压表1. 1. 二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路，二次侧不能短路， 以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；以防产生过流；2. 2. 铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二绝缘损坏时，在二绝缘损坏时，在二绝缘损坏时，在二次侧出现高压次侧出现高压次侧出现高压次侧出现高压使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出JDZ-15电压互感器电压互感器 JDZ2-1浇注式电压互感器浇注式电压互感器JDJ2-35油浸式电压互感器油浸式电压互感器JZW-12型型电压互感器电压互感器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出被测电流被测电流=电流表读数电流表读数   N2/N1(1) (1) 二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路，二次侧不能开路， 以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；以防产生高电压；(2) (2) 铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的铁心、低压绕组的 一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在一端接地，以防在 绝缘损坏时，在二绝缘损坏时，在二绝缘损坏时，在二绝缘损坏时，在二次侧出现过压。

次侧出现过压次侧出现过压次侧出现过压使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：使用注意事项：3. 3. 电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流实现用低量程的电流表测量大电流二次线圈额定电流二次线圈额定电流I2N一般为一般为5安电流表电流表下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出电流互感器电流互感器电流互感器电流互感器钳式电流表钳式电流表钳式电流表钳式电流表支持式电流互感器支持式电流互感器支持式电流互感器支持式电流互感器穿墙式电流互感器穿墙式电流互感器下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出6.4 电磁铁电磁铁1. 1. 概述概述概述概述 电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某电磁铁是利用通电的铁心线圈吸引衔铁或保持某种机械零件、工件于固定位置的一种电器当电源断种机械零件、工件于固定位置的一种电器当电源断种机械零件、工件于固定位置的一种电器当电源断种机械零件、工件于固定位置的一种电器。

当电源断开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放开时电磁铁的磁性消失，衔铁或其它零件即被释放电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动电磁铁衔铁的动作可使其它机械装置发生联动 根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：根据使用电源类型分为：直流电磁铁：直流电磁铁：直流电磁铁：直流电磁铁：用直流电源励磁；用直流电源励磁；用直流电源励磁；用直流电源励磁；交流电磁铁：交流电磁铁：交流电磁铁：交流电磁铁：用交流电源励磁用交流电源励磁用交流电源励磁用交流电源励磁下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出2. 2. 基本结构基本结构基本结构基本结构 电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的电磁铁由线圈、铁心及衔铁三部分组成，常见的结构如图所示结构如图所示结构如图所示结构如图所示。

铁心铁心铁心铁心衔铁衔铁衔铁衔铁线圈线圈线圈线圈线圈线圈线圈线圈衔铁衔铁衔铁衔铁铁心铁心铁心铁心衔铁衔铁衔铁衔铁 有时是机械零件有时是机械零件有时是机械零件有时是机械零件 、工件充当衔铁、工件充当衔铁、工件充当衔铁、工件充当衔铁线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出3. 3. 电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算电磁铁吸力的计算 电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积电磁铁吸力的大小与气隙的截面积A A0 0及气隙中的及气隙中的及气隙中的及气隙中的磁感应强度磁感应强度磁感应强度磁感应强度B B0 0的平方成正比基本公式如下：的平方成正比基本公式如下：的平方成正比基本公式如下：的平方成正比基本公式如下：式中：式中：式中：式中： B B0 0 的单位是特的单位是特的单位是特的单位是特[ [斯拉斯拉斯拉斯拉] ] A A0 0 的单位是平方米的单位是平方米的单位是平方米的单位是平方米 F F 的单位是牛的单位是牛的单位是牛的单位是牛[ [顿顿顿顿](N)](N)直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取。

直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取直流电磁铁的吸力依据上述基本公式直接求取下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁的吸力交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设交流电磁铁中磁场是交变的，设则则则则吸力瞬时值为吸力瞬时值为吸力瞬时值为吸力瞬时值为: :式中：式中：式中：式中：为吸力的最大值为吸力的最大值为吸力的最大值为吸力的最大值吸力的波形吸力的波形吸力的波形吸力的波形: :吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为吸力平均值为: :下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 (1) (1) 交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值交流电磁铁的吸力在零与最大值之间脉动衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动衔铁以两倍电源频率在颤动，之间脉动衔铁以两倍电源频率在颤动，引起噪音，同时触点容易损坏引起噪音，同时触点容易损坏引起噪音，同时触点容易损坏。

引起噪音，同时触点容易损坏为了消除为了消除为了消除为了消除这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分这种现象，在磁极的部分端面上套一个分磁环（或称短路环），工作时，在分磁环磁环（或称短路环），工作时，在分磁环磁环（或称短路环），工作时，在分磁环磁环（或称短路环），工作时，在分磁环中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在中产生感应电流，其阻碍磁通的变化，在磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通磁极端面两部分中的磁通   1 1 和和和和   2 2 之间产之间产之间产之间产生相位差，相应该两部分的吸力不同时为生相位差，相应该两部分的吸力不同时为生相位差，相应该两部分的吸力不同时为生相位差，相应该两部分的吸力不同时为零，实现消除振动和噪音，如图所示；而零，实现消除振动和噪音，如图所示；而零，实现消除振动和噪音，如图所示；而零，实现消除振动和噪音，如图所示；而直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；直流电磁铁吸力恒定不变；综合上述：综合上述：综合上述：综合上述： (2) (2) 交流电磁铁中交流电磁铁中交流电磁铁中交流电磁铁中, ,为了减少铁损，铁心由钢片叠为了减少铁损，铁心由钢片叠为了减少铁损，铁心由钢片叠为了减少铁损，铁心由钢片叠成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软成；直流电磁铁的磁通不变，无铁损，铁心用整块软钢制成；钢制成；钢制成；钢制成；下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 (4) (4) 直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在直流电磁铁的励磁电流仅与线圈电阻有关，在吸合过程中，励磁电流不变。

吸合过程中，励磁电流不变吸合过程中，励磁电流不变吸合过程中，励磁电流不变 (3) (3) 在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有在交流电磁铁中，线圈电流不仅与线圈电阻有关，主要的还与线圈感抗有关在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关在其吸合过程中，随关，主要的还与线圈感抗有关在其吸合过程中，随着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小如果着磁路气隙的减小，线圈感抗增大，电流减小如果衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很衔铁被卡住，通电后衔铁吸合不上，线圈感抗一直很小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；小，电流较大，将使线圈严重发热甚至烧毁；4. 4. 电磁铁的应用电磁铁的应用电磁铁的应用电磁铁的应用 电磁铁在生产中获得广泛应用。

其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用其主要应用原理电磁铁在生产中获得广泛应用其主要应用原理是：是：是：是：用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，产用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，产用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，产用电磁铁衔铁的动作带动其他机械装置运动，产生机械连动，实现控制要求生机械连动，实现控制要求生机械连动，实现控制要求生机械连动，实现控制要求下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出应用实例应用实例应用实例应用实例 图示为应用电磁铁图示为应用电磁铁图示为应用电磁铁图示为应用电磁铁实现制动机床或起重机电动机实现制动机床或起重机电动机实现制动机床或起重机电动机实现制动机床或起重机电动机的基本结构，其中电动机和制的基本结构，其中电动机和制的基本结构，其中电动机和制的基本结构，其中电动机和制动轮同轴原理如下：动轮同轴原理如下：动轮同轴原理如下：动轮同轴原理如下：通通通通电电电电电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁动作动作动作动作拉开拉开拉开拉开弹簧弹簧弹簧弹簧抱闸抱闸抱闸抱闸提起提起提起提起松开松开松开松开制动轮制动轮制动轮制动轮 电机电机电机电机转动转动转动转动断断断断电电电电电磁铁电磁铁电磁铁电磁铁释放释放释放释放弹簧弹簧弹簧弹簧收缩收缩收缩收缩抱闸抱闸抱闸抱闸抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧抱紧制动轮制动轮制动轮制动轮 电机电机电机电机制动制动制动制动启动过程：启动过程：启动过程：启动过程：制动过程：制动过程：制动过程：制动过程：下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出 例例例例1:1: 如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为：如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为：如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为：如图是一拍合式交流电磁铁，其磁路尺寸为： c c = 4 cm, = 4 cm, l l =7cm=7cm。

铁心由硅钢片叠成铁心和衔铁的铁心由硅钢片叠成铁心和衔铁的铁心由硅钢片叠成铁心和衔铁的铁心由硅钢片叠成铁心和衔铁的截面都是正方形，每边长度截面都是正方形，每边长度截面都是正方形，每边长度截面都是正方形，每边长度 a a = 1 cm= 1 cm励磁线圈电压励磁线圈电压励磁线圈电压励磁线圈电压为交流为交流为交流为交流 220V 220V今要求衔铁在最大空气隙今要求衔铁在最大空气隙今要求衔铁在最大空气隙今要求衔铁在最大空气隙    = 1 cm= 1 cm（平（平（平（平均值）时须产生吸力均值）时须产生吸力均值）时须产生吸力均值）时须产生吸力 50 N 50 N，试计算线圈匝数和此时的，试计算线圈匝数和此时的，试计算线圈匝数和此时的，试计算线圈匝数和此时的电流值计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的电流值计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的电流值计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的电流值计算时可忽略漏磁通，并认为铁心和衔铁的磁阻与空气隙相比可以不计磁阻与空气隙相比可以不计磁阻与空气隙相比可以不计磁阻与空气隙相比可以不计解解解解: : 按已知吸力求按已知吸力求按已知吸力求按已知吸力求ＢＢＢＢｍｍｍｍ（空气隙中和铁心中的可认为相等）（空气隙中和铁心中的可认为相等）（空气隙中和铁心中的可认为相等）（空气隙中和铁心中的可认为相等）下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出故有故有故有故有计算线圈匝数计算线圈匝数计算线圈匝数计算线圈匝数求初始励磁电流求初始励磁电流求初始励磁电流求初始励磁电流下一页下一页章目录章目录返回返回上一页上一页退出退出部分资料从网络收集整理而来，供大家参考，感谢您的关注！。