第3章 磁路和变压器

1、电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院1电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院2电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院3 BH 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院4H/m10470 0r 0BB HH0 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院6电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院8电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院9电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院10电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院lH d Il

2、H dlINH 或或电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院14lSlHlNI B IlH d电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院15mRF SlNI mRF 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院16SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院17u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通势）（磁通势）tiLdd 常常数数 iNL电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院18eeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院19t, sinm )sin(ddddmttNtNe t

3、N cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院20电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院21电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院22Fe2cosPRIUIP 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院23 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：

4、电流互感器电流互感器 ： 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）U I P = I RlI S电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院24 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降压降压降压降压电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院25变压器的磁路变压器的磁路1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.3

5、5mm 或或 0.5mm铁心铁心一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院26变压器的结构变压器的结构电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院27电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院281u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院29(1) (1) 空载运行情空载运行情况况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNe

6、dd 22 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。产生的。电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院30(2) (2) 带负载运行情带负载运行情况况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2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。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 电气与自动化工程学院电气与自动

7、化工程学院31t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院32根据根据KVL：1111111111jEIXIREEIRU 变压器一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，比较可忽略不计，则则

8、1E1R1I1U1E+一次侧一次侧一次侧一次侧电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院33KNNEEUU 2121201根据根据KVL：2m220224440Nf.EUU,I 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。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院34ABCXYZabczyx高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端/000YYYYYYYY、：高

9、压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法:YY0/三相配电变压器三相配电变压器: Y/动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）: Y0/电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院35A311PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院36A311PUU CB1UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院372222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2

10、u电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院38一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可很小可忽忽略。略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 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：221011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院3922IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，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

11、抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院40：信号源信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动势势 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。要求: （1）当）当RL折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻 时时 ,求变压器的匝求变压器的匝数比和信号源输出的功率；数比和信号源输出的功率；(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？

12、信号源输出多大功率？0RR L电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院41 W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：为：电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院42122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院43 FeCu2212PPPPPP 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院44KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院45电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1（被测电流）（被测电流）ARi1i2电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院46 AXax Aax 同极性端用同极性端用“”表示表示。增加增加+ 电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院47联接联接 23 Nf.Um2444220 NN1324 NN1324 联接联接 13， 2 4ii Nf.U444110m 当电源电压为当电源电压为220V时：时：220u+110u+电源电压为电源电压为110V时：时：电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院48电气与自动化工程学院电气与自动化工程学院49电气与自动化工程学院电气与自动化