电路课件：19 空心及理想变压器

1、南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 L1k ,3RRC2U124512, 12,UUIj L1j CCI2URI1U.南京理工大学南京理工大学电电 路路 2rad/s53.1.南京理工大学南京理工大学电电 路路 1212MMkL LLL南京理工大学南京理工大学电电 路路 N1N2.u11.u21.i1南京理工大学南京理工大学电电 路路 综上所述，耦合电感串联时的等效电感为综上所述，耦合电感串联时的等效电感为 122LLLM 其中，其中，M同样为代数量：同样为代数量： 电流从同名端流入时，电流从同名端流入时，M0 电流从异名端流入时，电流从异名端流入时，M1

2、U2U1 降压变压器降压变压器； nU1 升压变压器升压变压器； n=1 U1=U2 隔离变压器隔离变压器。 南京理工大学南京理工大学电电 路路 2 2、变流、变流 121iin 121IIn 121IIn n1 I2I1 电流增大；电流增大； n1 I2I1 电流减小。电流减小。 n=1, I2=I1 南京理工大学南京理工大学电电 路路 3 3、变阻抗、变阻抗 .1U2U1I2ILZ.1U2U1I2In2ZL南京理工大学南京理工大学电电 路路 3 3、变阻抗、变阻抗 .1U2U1I2IZL.1U2U1I2I21LZn21n南京理工大学南京理工大学电电 路路 21n南京理工大学南京理工大学电电

3、 路路 含理想变压器电路分析含理想变压器电路分析 n22R2n1:1RiR1n1:1RiR1R2n2:1n12(R1+n22R2)南京理工大学南京理工大学电电 路路 Z1Z2.1U2U1I2IZ2.Z1.1U2U1I2I.n2Z1n2Z2南京理工大学南京理工大学电电 路路 *2U*1U8726V1U726Vn287238n max1W8P南京理工大学南京理工大学电电 路路 四、理想变压器特点四、理想变压器特点 既不耗能，也不贮能的二端口元件。既不耗能，也不贮能的二端口元件。 1 12 2222 21()0pu iu inuiu in理想变压器起着传递能量的桥梁作用。理想变压器起着传递能量的桥梁

4、作用。 南京理工大学南京理工大学电电 路路 耦合电感和理想变压器是两种电路元件，它们都是从耦合电感和理想变压器是两种电路元件，它们都是从具有互感耦合的线圈抽象出的理想电路元件。具有互感耦合的线圈抽象出的理想电路元件。五、耦合电感和理想变压器的比较五、耦合电感和理想变压器的比较南京理工大学南京理工大学电电 路路 tiLtiMutiMtiLudddddddd22122111 1221niinuu伏安关系伏安关系南京理工大学南京理工大学电电 路路 六、空心变压器和理想变压器的比较六、空心变压器和理想变压器的比较1、骨架：、骨架：a非导磁材料；非导磁材料； b导磁率很高的材料。导磁率很高的材料。2、参

5、数：、参数：aR1、R2、L1、L2、M； bn；3、VAR：a求导和积分的关系，故为线性记忆元件，求导和积分的关系，故为线性记忆元件， 同时也为耗能、储能型元件；同时也为耗能、储能型元件； b代数关系，故为线性非记忆元件，既不耗能、代数关系，故为线性非记忆元件，既不耗能、 也不储能。也不储能。 注意：两者电路模型的区别！注意：两者电路模型的区别！(a) (b)南京理工大学南京理工大学电电 路路 II3.12j11.84-j62 : 12.220 60 V2电阻变换后：电阻变换后： I3.12j11.84-j68220 60 V南京理工大学南京理工大学电电 路路 从端口看入的等效阻抗从端口看入

6、的等效阻抗： I3.12j11.84-j68220 60 V8 ( j6)3.12j11.846j88j6Z 220 6022 6.9 A6j8I： 220 22 sin(606.9 )3870.5VarQ 南京理工大学南京理工大学电电 路路 Zl2I1I1U8 0 V2U-j42:11南京理工大学南京理工大学电电 路路 ocU2I1I1U8 0 V2U-j42:11ocU121212,2UUII oc122UUUU22UI 南京理工大学南京理工大学电电 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11ocU11j48 0IU 2oc22 2 45 VUUI 22j228 0II 28 08 0

7、2 2135 A2j22 2 135I 南京理工大学南京理工大学电电 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11scIRIscI121212,2UUII 120UU20U 10U 201RUI2sc1sc1,2IIII 南京理工大学南京理工大学电电 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11scIRI1sc1j4()8 0IIU scscj28 0 ,j4AII 南京理工大学南京理工大学电电 路路 oceqsc2 2 450.5 245j4UZI2ocmaxeq84W44 0.5UPR*eq0.5j0.5lZZ南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 所有

8、电源都工作在同一频率正弦的电路或系统为所有电源都工作在同一频率正弦的电路或系统为多相多相系统，系统， 三相三相系统的电源只有三个特定的电源相位系统的电源只有三个特定的电源相位 三相系统是目前最普遍且最经济的多相系统三相系统是目前最普遍且最经济的多相系统 几乎所有发电和输电都采用三相制，工作频率几乎所有发电和输电都采用三相制，工作频率50或或60Hz, 需要单相或两相可以直接从三相电源获得，无需单独产生需要单相或两相可以直接从三相电源获得，无需单独产生 三相电源的每一相瞬时功率恒定（无波动），因此，功率三相电源的每一相瞬时功率恒定（无波动），因此，功率 传输平稳，且避免了三相设备的振动传输平稳，

9、且避免了三相设备的振动 同样能量的功率传输，三相比单相更经济（节省输电线材）同样能量的功率传输，三相比单相更经济（节省输电线材）南京理工大学南京理工大学电电 路路 在两磁极中间，放一个线圈在两磁极中间，放一个线圈 根据右手定则可知，根据右手定则可知， 线圈中产生感应电动势，线圈中产生感应电动势， 其方向由其方向由AX让线圈以让线圈以 的速度的速度顺时顺时针针旋转旋转 合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布，合理设计磁极形状，使磁通按正弦规律分布， 线圈两端便可得到线圈两端便可得到单相单相交流电动势交流电动势2cosAXeEt NS AXe南京理工大学南京理工大学电电 路路 若保持线圈位置不动，

10、让磁极等速旋转，若保持线圈位置不动，让磁极等速旋转， 线圈中同样可得到单相交流电动势线圈中同样可得到单相交流电动势 NS AXe南京理工大学南京理工大学电电 路路 定子定子机座机座AYCBZX三个定子绕组三个定子绕组AX、BY和和CZ对称地安放在对称地安放在定子铁心的内定子铁心的内圆周的槽中圆周的槽中 A、B、C为首端；为首端； X、Y、Z为末端。为末端。 三绕组在空间上三绕组在空间上 彼此间隔彼此间隔120 南京理工大学南京理工大学电电 路路 转子是旋转的电磁铁。它的转子是旋转的电磁铁。它的铁心上绕有励磁绕组。选择铁心上绕有励磁绕组。选择合适的铁心端面形状和励磁合适的铁心端面形状和励磁绕组分

11、布规律，使励磁绕组绕组分布规律，使励磁绕组中通以直流时，产生在转子中通以直流时，产生在转子和定子间气隙中的磁感应强和定子间气隙中的磁感应强度，沿圆周按度，沿圆周按正弦规律正弦规律分布。分布。当转子恒速旋转时，当转子恒速旋转时，AX、BY、CZ 三绕组的两端将分三绕组的两端将分别感应别感应振幅相等、频率相同振幅相等、频率相同的三个正弦电压的三个正弦电压uA(t)、uB(t)、uC(t)。如果指定它们的参考。如果指定它们的参考方向都由首端指向末端，则方向都由首端指向末端，则它们的它们的初相互相差初相互相差120 。定子定子机座机座AYCBZX转子转子I NS南京理工大学南京理工大学电电 路路 Am

12、cosuUtBmcos(120 )uUtCmmcos(240 )cos(120 )uUtUt三个正弦电源幅度、频率相同，三个正弦电源幅度、频率相同，但相位各相差但相位各相差 120u BuAuCut0+_NS定子定子AXBCYZ转子转子ABCXYZ三相发电机三相发电机南京理工大学南京理工大学电电 路路 AU.BU.CU.南京理工大学南京理工大学电电 路路 AUA0UUAmcosuUtB120UUBmcos(120 )uUtC240120UUUCmcos(120 )uUtBU120CU120120AUBUCU南京理工大学南京理工大学电电 路路 ABC0UUUu BuAuCut0南京理工大学南京理工大学电电 路路 .AUBUCU.ZZZAIBICINICAUBCUABU南京理工大学南京理工大学电电 路路 南京理工大学南京理工大学电电 路路 ABABAA(1 1120 )3 30UUUUU BCBCB3 30UUUUCACAC3 30UUUUAUBUCUBUABU南京理工大学南京理工大学电电 路路 Pl3UU30AUBUCUABUCAUBCU1pII南京理工大