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文档简介
第6章磁路与铁心线圈电路6.2交流铁心线圈电路6.3变压器6.4电磁铁
6.1磁路及其分析方法2.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;3.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;本章要求:第6章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。1.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,会分析计算交流铁心线圈电路;6.1.1磁场的基本物理量1.磁通(Wb)
磁通:任取一面积,穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。
在均匀磁场中B=/S
磁感应强度B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,故又称磁通密度。3.磁场强度磁场强度H:是计算磁场时所引用的一个物理量,也是矢量,通过它来确定磁场与电流之间的关系。磁场强度H的单位:安培/米(A/m)2.磁感应强度B(T)
4.磁导率:亨/米(H/m)磁导率:表示磁场媒质磁性的物理量,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:自然界的所有物质按磁导率的大小,大体上可分为磁性材料和非磁性材料。3.磁路与电路的比较磁路磁通势F磁通磁阻电路电动势E电流密度J电阻磁感应强度B电流INI+_EIR6.3变压器
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。变电压:电力系统
变阻抗:电子线路中的阻抗匹配变电流:电流互感器
变压器的主要功能有:在能量传输过程中,当输送功率P=UIcos及负载功率因数cos
一定时:电能损耗小节省金属材料(经济)6.3.1概述UIP=I²RlIS电力工业中常采用高压输电低压配电,实现节能并保证用电安全。具体如下:发电厂10.5kV输电线220kV升压仪器36V降压…实验室380/220V降压变电站10kV降压降压单相变压器+–+–Z变压器的结构变压器的磁路绕组:一次绕组二次绕组由高导磁硅钢片叠成厚0.35mm或0.5mm铁心变压器的电路一次绕组N1二次绕组N2铁心变压器的结构6.3.2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。单相变压器+–+–Z一次绕组N1二次绕组N2铁心(1)空载运行情况1.电磁关系一次侧接交流电源,二次侧开路。+–+–+–+–+–1i0(i0N1)1空载时,铁心中主磁通是由一次绕组磁通势产生的。(2)带负载运行情况1.电磁关系一次侧接交流电源,二次侧接负载。+–+–+–11i1(i1N1)i1i2(i2N2)
2有载时,铁心中主磁通是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。2i2+–e2+–e2+–u2Z2.电压变换(设加正弦交流电压)有效值:同理:主磁通按正弦规律变化,设为则(1)一次、二次侧主磁通感应电动势根据KVL:变压器一次侧等效电路如图由于电阻R1和漏磁通较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势E1比较可忽略不计,则–––+++(2)一次、二次侧电压式中R1为一次侧绕组的电阻;
(匝比)K为变比对二次侧,根据KVL:结论:改变匝数比,就能改变输出电压。式中R2为二次绕组的电阻;
为二次绕组的端电压。变压器空载时:+–u2+–+–+–i1i2+–e2+–e2式中U20为变压器空载电压。故有3.电流变换(一次、二次侧电流关系)有载运行即:铁心中主磁通的最大值m在变压器空载和有载时基本是恒定的。不论变压器空载还是有载,一次绕组上的阻抗压降均可忽略,故有当U1、f不变,则m基本不变,近于常数。空载:有载:+–|Z|+–+–+–一般情况下:I0(2~3)%I1N很小可忽略。或结论:一次、二次侧电流与匝数成反比。或:1.提供产生m的磁势2.提供用于补偿作用
的磁势可得磁势平衡式:空载磁势有载磁势4.阻抗变换由图可知:结论: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K2倍。+–+–+–(1)
变压器的匝数比应为:解:例1:
如图,交流信号源的电动势E=120V,内阻R0=800,负载为扬声器,其等效电阻为RL=8。要求:(1)当RL折算到原边的等效电阻时,求变压器的匝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,信号源输出多大功率?R0+–+–RL信号源+–R0RL信号源的输出功率: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。原因: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,输出功率为:1)变压器的型号5.变压器的铭牌和技术数据SJL1000/10
变压器额定容量(KVA)
铝线圈
冷却方式J:油浸自冷式F:风冷式相数S:三相D:单相
高压绕组的额定电压(KV)2)额定值额定电压U1N、U2N
变压器二次侧开路(空载)时,一次、二次侧绕组允许的电压值单相:U1N,一次侧电压,
U2N,二次侧空载时的电压三相:U1N、U2N,一次、二次侧的线电压
额定电流I1N、I2N
变压器满载运行时,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
额定容量
SN
传送功率的最大能力。单相:三相:容量SN
输出功率P2
一次侧输入功率P1
输出功率P2注意:变压器几个功率的关系(单相)效率容量:一次侧输入功率:输出功率:变压器运行时的功率取决于负载的性质2)额定值当电流流入(或流出)两个线圈时,若产生的磁通方向相同,则两个流入(或流出)端称为同极性端。••AXax•AXax1.同极性端(同名端)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。同极性端用“•”表示。增加+–+++–––同极性端和绕组的绕向有关。6.3.4变压器绕组的极性•联接2-3变压器原一次侧有两个额定电压为110V的绕组:2.线圈的接法
联接1-3,2-4当电源电压为220V时:+–+–电源电压为110V时:1324••1324
••问题1:在110V
情况下,如果只用一个绕组(N),行不行?答:不行(两绕组必须并接)一次侧有两个相同绕组的电源变压器(220/110),使用中应注意的问题:••1324若两种接法铁心中的磁通相等,则:+–问题2:如果两绕组的极性端接错,结果如何?结论:在同极性端不明确时,一定要先测定同极性端再通电。答:有可能烧毁变压器两个线圈中的磁通抵消原因:电流很大烧毁变压器感应电势••1324’+–方法一:交流法把两个线圈的任意两端(X-x)连接,然后在AX上加一低电压uAX。测量:若说明A与x
或X与a
是同极性端.若
说明A与a或X
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