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1、第三章、磁路与变压器,第一节 磁路的基本概念第二节 交流铁心线圈电路第三节 变压器第四节 几种常用的变压器第五节 变压器的额定值及型号,第一节、磁路的基本概念,1.铁磁材料,磁畴:铁心自身具有的自然磁性小区域。没有外磁场作用,各个磁畴的磁场方向总体上不规则,宏观不显磁性。,磁畴和铁心的磁化,磁化过程直线1空心线圈时的情况曲线2线圈中放入铁心时情况,磁化过程说明,磁路,电路,磁路与电路对照表,铁磁材料的磁性能,高导磁性:磁导率可达102104,由铁磁材料组成的磁路磁阻很小,在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。磁饱和性:B不会随H的增强而无限增强,H增大到一定值时,B不能继续增强。磁滞性:铁
2、心线圈中通过交变电流时,H的大小和方向都会改变,铁心在交变磁场中反复磁化,在反复磁化的过程中,B的变化总是滞后于H的变化。,铁磁材料的类型:,软磁材料:磁导率高,磁滞特性不明显,矫顽力和剩磁都小,磁滞回线较窄,磁滞损耗小。硬磁材料:剩磁和矫顽力均较大,磁滞性明显,磁滞回线较宽。矩磁材料:只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和,当外磁场去掉,磁性仍保持,磁滞回线几乎成矩形。,磁化曲线,磁滞回线,第二节、交流铁心线圈电路,电压、电流和磁通的关系,自感电动势的有效值为:,在通电过程中,只要外加电压一定,铁心中就有与之对应的正弦交变磁通,称工作磁通,第三节、变压器,变压器 :静止电器,把交流电压转换为同
3、频率的另一 数值交流电压。,作用:1.输送功率相同,电压越高,电流越小,输电线线径越小,节省材料。2.同时减少线路上的功率损耗。,工作原理,空载运行 :原边接入电源,副边开路。,接上交流电源,二. 工作原理,( 方向符合右手定则),结论:改变匝数比,就能改变输出电压。,K为变比,原、副边电压关系,根据交流磁路的分析可得:,时,(变电压),负载运行,Z,副边带负载后对磁路的影响:在副边感应电压的作用下,副边线圈中有了电流 i2 。此电流在磁路中也会产生磁通,从而影响原边电流 i1。但当外加电压、频率不变时,铁芯中主磁通的最大值在变压器空载或有负载时基本不变 。带负载后磁动势的平衡关系为:,结论:
4、原、副边电流与匝数成反比,由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流 很小,可忽略 。即:,原、副边电流关系,(变电流),(变阻抗),原、副边阻抗关系,从原边等效:,结论:变压器原边的等效负载,为副边所带负载乘以 变比的平方。,变压器的外特性,1外特性,U,2,U,20,I,2,I,2N,电压变化率反映电压U2的变化程度。 通常希望U2的变动愈小愈好,一般变压器的电压变化率约在5%左右。,2损耗与效率,铁损PFe包括磁滞损耗和涡流损耗。,损耗:,铜损:,效率:,第四节、几种常用的变压器,1 自耦变压器,使用时,改变滑动端的位置,便可得到不同的输出电压。实验室中用的调压器就是根据此原理制作的。注意:原、副边千万不能对调使用,以防变压器损坏。因为N变小时,磁通增大,电流会迅速增加。,电压互感器:用低量程的电压表测高电压,被测电压=电压表读数 N1/N2,电压表,电流互感器:用低量程的电流表测大电流,被测电流=电流表读数 N2/N1,1. 副边不能开路,以 防产生高电压;2. 铁心、低压绕组的 一端 接地,以防在 绝缘损坏时,在副 边出现过压。,使用注意事项:,电流表, 额定电压 变压器副边开路(空载)时,原、副边绕组允 许的电压值。, 额定电流 变压器满载运行时,原、副边绕组允许的电流值。,6.3.1 变压器的铭牌数据(以单相变压器为例),第五节、变压器的额定值及型号,