第5章 磁路与变压器

1、本章要求：本章要求：5.1.15.1.1磁路的概念：磁路的概念： 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，磁通的绝大部分经过铁心形它物质的磁导率高的多，磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路。成闭合通路。+NIfNSS5.1 5.1 磁磁 路路磁通的闭合路径称为磁路。磁通的闭合路径称为磁路。lIFB BH H/m10470 0r HB 1. 1.高导磁性高导磁性5.1.3 5.1.3 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能1 1、安培环路定律、安培

2、环路定律 在磁路中，磁场强度沿任一闭合回线（常取磁通作在磁路中，磁场强度沿任一闭合回线（常取磁通作为闭合回线）的线积分，等于包围在这个闭合回线内各为闭合回线）的线积分，等于包围在这个闭合回线内各电流的代数和，即电流的代数和，即 IldH5.1.5 5.1.5 磁路的基本定律磁路的基本定律lS 2 2、磁路的欧姆定律、磁路的欧姆定律 RlSNIFm INSlslRmlHNI lBNIIHlHlNIF NIF SlR mSlNIRF mSlR SlEREI nn2211lHlHlHNI niiilHNI1 nnSBBSB , . , S , 2211 niiilHNI1 A/m102 . 7104

3、9 . 057000 BH cm 390.2- 2391 .ll cm 23921510.l A 16351951440110 lHHNI A 144010201027250 .H A 1951039500211 lH163511635 ININu(Ni)i ddtNe t ddNe （磁通势）（磁通势）5.2.2 5.2.2 感应电动势与磁通感应电动势与磁通 Nui ee +设：设： = = m msinsin t ttNedd dtdiLtddNee = N mcos t = Emsin( t 90 )Em = N m = 2 f N m = 2 f NBmS 感应电动势的有效值：感应电动

4、势的有效值：mmm44. 4222 NfNfEE eeRi u )e(t di dLRi交流激励交流激励 线圈中产生感应电势线圈中产生感应电势RudtdNeu假设假设tm sin则则tfNtNumm cos2cos最大值最大值mmfNU 2有效值有效值SBfNfNUmm44.444.4dtdNu Fe2cosPRIUIP 12112IURWRIPuc4812222WPPPuecF4048884 . 0211088cosUIP 发电厂发电厂10.5kV10.5kV输电线输电线220kV220kV升压升压仪器仪器36V36V降压降压实验室实验室380 / 220V380 / 220V降压降压变电站

5、变电站 10kV10kV降压降压降压降压1u2uLZ1i2i1u2uLZ1i2i0i02i1u20u2e1e1e1N2N1u dd11tNe dd011tiLe tNedd 22 (2) (2) 带负载运行情况带负载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧接负载。二次侧接负载。1u+ +1e+ +1e+ + 1 11N2N 1u dd11tNe 1 1 t di dLe111 t ddNe 22 i i1 1 ( ( i i1 1N N1 1) ) i i1 1i i2 2 ( ( i i2 2N N2 2) ) 2 2有载时，铁心中有载时，铁心中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次绕

6、组磁次、二次绕组磁通势共同产生的通势共同产生的合成磁通。合成磁通。 2 2i i2 2+ +e e2 2+ +e e 2 2+ +u u2 2 Z Z dd2tiLe22 2121021NNEEUUk m111fN44. 4EU m2202fN44. 4EU 0I2 202UE 2121021NNEEUUk 5432301000021.UUkNN02211ININ2211ININ012211INININk1NNII1221 )(0iN2N2NIUS N1N1IU 22IUZ 11IUZ 11IUZ ZKZ2 1U2U1I2IZ+ + +1U1IZ + + 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模

7、，为二次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侧所带负载的阻抗模的 倍。倍。 2KKIKU22222IUKZK2(1)(1) 变压器的匝数比应为：变压器的匝数比应为：IER0RL+108800RRNNK21 LLIE1N2U2ILR2NR R0 0+ + +解解: :例例: : 如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动势势 E E= 120V= 120V，内阻，内阻 R R 0 0=800=800 ，负载负载R RL L=8=8 。要求。要求: : （1 1）当）当R RL L折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻 时，时， 求变压器的匝数比求变压器的匝数比和信号源输出的功

8、率；（和信号源输出的功率；（2 2）当将负载直接与信号源联接时当将负载直接与信号源联接时, ,信号源输出多大功率？信号源输出多大功率？0RR L W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2 2，为：为：S: S:三相三相D:D:单相单相 N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次侧输入功率：一次侧输入功率： cos222IUP 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%100%20220 UUUU)(22IfU FeCu2212PPPPPP A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 0033CuFe22119724006001010010100.PPPP 00332169724002160010100211010021. 2 KNNIIKNNUU112212121 A AB BP P1u2u1i2iLR1N2N+ + +电流表电流表被测电流被测电流= =电流表读数电流表读数 N N2 2/ /N N1 1（被测电流）被测电流）A A