情景六变压器及应用

1、情景六 变压器及应用情景六、变压器及应用 单元一、磁路和电路的相关知识 单元二、单相变压器 单元三、常见变压器及应用单元一 磁路和电路的相关知识 一、磁路的基本知识 二、磁场的基本定律 三、交流铁心线圈电路和电磁铁一、 磁路的基本知识（一）磁路的基本概念 磁路是磁通集中经过的路径，可在通电线圈的铁心中形成。 磁路也分为直流磁路和交流磁路4 4下图所示是几种常见电工设备的磁路5 5（二）磁路的基本物理量1磁感应强度 磁感应强度 是表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量。 磁感应强度是一个矢量，它的方向与该点磁感线切线方向一致，与产生该磁场的电流之间的方向关系符合右螺旋法则。它的大小可通过导体在磁

2、场中 所 受 的 力 来 衡 量 ， 即 B = F / I 。 如果磁场内各点的磁感应强度大小相等、方向相同，则这样的磁场称为均匀磁场，它构成的磁路称为均匀磁路。6 62磁通 磁通 是指磁场在某一范围内的分布情况。它用磁感应强度 （如果不是均匀磁场，则取 的平均值）与垂直于磁场方向的面积 的乘积来表示，即7 73磁场强度 H磁感应强度 与磁场内的介质有关，为了简化磁场的分析，引入一个不考虑介质影响的物理量也即辅助物理量，称为磁场强度 H，它也是一个矢量，其方向与 的方向相同，即磁场的方向。在通电线圈中， H只与电流的大小有关，而与磁介质的性质无关。8 84磁导率 磁导率 又称为导磁系数，用磁

3、感应强度B 与磁场强度H 之比来表示，即9 9二 磁场的基本定律（一）安培环路定律安培环路定律是指在真空中的稳恒电流磁场中，磁感应强度B 沿任意闭合路径 L的线积分（也称为 B的环流），等于穿过该环路的所有电流强度 I的代数和的 倍，即1010（二）电磁感应定律电磁感应定律是指当穿过导体回路的磁通量发生变化时，回路中产生的感应电动势于回路磁通量的时间变化率成正比关系，即1111（三）磁路欧姆定律1212三 交流铁心线圈电路和电磁铁 （一）磁通与电压、电流的关系由基尔霍夫电压定律可得铁心线圈中的电压、电流与电动势之间的关系为这就是交流铁心线圈的电压平衡方程式。1313-+=u iRe e由于线圈

4、电阻上的电压降 和漏磁电动势 都很小，与主磁电动势e 比较，均可忽略不计，故上式可写成设主磁通 ，则1414iReue m=sin t mmmm(sint)=- =-cos t =2sin( t90 ) =sin( t90 )dde=-NNdtdtNfNE （二）功率损耗交流铁心线圈电路的功率与一般交流电路相同。它的功率有两部分，一部分是线圈电阻上的功率损耗，称为铜损，即 ；另一部分是交流磁通在铁心中产生的功率损耗，称为铁损，即 。铁损又包括磁滞损耗和涡流损耗两部分。1磁滞损耗磁性材料交变磁化的磁滞现象所产生的铁损耗称为磁滞损耗2涡流损耗由涡流所产生的损耗称为涡流损耗综上所述，交流铁心线圈电路

5、的功率损耗为1515hPeP2CaPRIFePCaFeCahe = + = + + P（三）电磁铁 利用通电线圈在铁心里产生磁场来吸引衔铁（动铁心）动作的机构统称为电磁铁。1、电磁铁的结构电磁铁的结构形式多种多样，但若按产生吸力的原理分，大体上可以分为三大类型，即拍合式、吸入式和旋转式。1616 电磁铁主要由线圈、铁心及衔铁三部分组成，铁心和衔铁一般用软磁材料制成。铁心一般是静止的，线圈总是装在铁心上。开关电器的电磁铁的衔铁上还装有弹簧，如图所示.17172、直流电磁铁 由于直流电磁铁中电流恒定，铁心中无交变磁通产生，能量损耗较小，其功率损耗只有铜损而没有铁损，故其铁心常用整块软钢制成。直流电

6、磁铁的励磁电流是恒定不变的，其大小只取决于线圈上所加的直流电压U和线圈电阻 R的大小，即 I=U/R，所以磁动势IN 也是恒定的。但是随着衔铁的吸合，空气隙要变小，吸合后空气隙将消失，磁路的磁阻要显著减小，因而磁通 要增大。吸合后的电磁吸力要比吸合前大得多。其特性如图所示。18183、交流电磁铁交流电磁铁的励磁电流是交变的，它所产生的磁场也是交变的，因此电磁吸力的大小也随时间而变化。设电磁铁空气隙处的磁通为 可得电磁吸力为191972m272mmm10sin8101-cos2 =8211 =cos222FtAtAFFtm=sin t 交流电磁铁吸合前的励磁电流要比吸合后工作时的励磁电流大得多。

7、交流电磁铁的特性如图所示2020单元二 单相变压器 一、变压器的结构和工作原理 二、变压器的额定值和运行特性 三、变压器的损耗和效率LZ铁心：铁心：由硅钢片叠成由硅钢片叠成厚厚0.35mm至至0.5mmi1+u1i2+u2N2N1（一）变压器的基本结构2e1e1N2N1u dd11tNe dd011tiLe tNedd 22 i10i2=0+u20+u11eKNNEEUU 2121201mmNf.ENf.E2211444444 1e2e1e1N2Ni10i2=0+u20+u10.018WbWb10150214mm .SB 15020180504446000444m11 .f.UN 580180

8、50444230444m22 .f.UN 1N2N+u1i1i21e1e1u dd11tNe dd111tiLe tNedd 22 2tdidLe22 1N2N+u1u2i1i2KNNII11221 1012211INININ 02211 ININ)(10i2211ININ 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势1e1e1N2N+u1u2i1i2LZ1N2N+1U1I2I+2ULZ+1U1IL2LZKZ L22121222111L)()()(ZN/NIN/NUN/NIUZ LZ+LZ1N2N1U+1U1I2I+2U1I 信号源信号源SUR0RL+I W1760W888001202L2L0SL2.RR

9、RURIP 信号源信号源SUR0RL+I0LRR 108800LL21 RRNNK W54W800800120800220S2L.RRURIRPLL 信号源信号源SUR0RL+ILR +2U1N2N1I2I+SURL2N2N1N1NNIUIUS （理想）理想）122U20I2NU2I2O2 2 %PPPP%PP100100FeCu2212 单元三 常见变压器及应用 一、三相变压器 二、特殊变压器：首端：首端：尾端：尾端nnyD,、yY,Y，yn联结联结:三相配电变压器三相配电变压器KNNUUUUll 212P1P2133KNNUUUUll31332121P2P1D，yn联结联结:变电站升、降压用变电站升、降压用KNNIIK