第19講磁路與變壓器.ppt

1、1,海南風(fēng)光,第六章 磁路與變壓器,2,第六章 磁路與變壓器,6.1 磁路 6.2 變壓器的工作原理 6.3 變壓器的使用 6.4 特殊變壓器簡(jiǎn)介,3,磁路：主磁通所經(jīng)過(guò)的閉合路徑。,6.1 磁路,6.1.1. 磁路的基本概念,線(xiàn)圈通入電流后，產(chǎn)生磁通，分主磁通和漏磁通。,4,6.1.2 磁路計(jì)算中的基本物理量,與磁場(chǎng)方向相垂直的單位面積上通過(guò)的磁通（磁 力線(xiàn)）,5,二、磁導(dǎo)率,：表征各種材料導(dǎo)磁能力的物理量,6,磁性材料的磁性能：,7,三、磁場(chǎng)強(qiáng)度 H,磁場(chǎng)強(qiáng)度是計(jì)算磁場(chǎng)所用的物理量，其大小為磁 感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。,8,一. 安培環(huán)路定律（全電流律）：,6.1.3 磁路的基本定律,磁場(chǎng)中

2、任何閉合回路磁場(chǎng)強(qiáng)度的線(xiàn)積分,等于通過(guò)這個(gè)閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和.,電流方向和磁場(chǎng)強(qiáng)度的方向 符合右手定則，電流取正； 否則取負(fù)。,9,在無(wú)分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫(xiě)成：,磁路 長(zhǎng)度L,線(xiàn)圈 匝數(shù)N,HL：稱(chēng)為磁壓降。,10,總磁動(dòng)勢(shì),在非均勻磁路（磁路的材料或截面積不同，或磁場(chǎng)強(qiáng)度不等）中，總磁動(dòng)勢(shì)等于各段磁壓降之和。,例：,11,對(duì)于均勻磁路,二. 磁路的歐姆律：,12,磁路和電路的比較（一）,磁 路,電 路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁壓降,磁動(dòng)勢(shì),U,13,基本定律,磁阻,磁感應(yīng) 強(qiáng)度,安培環(huán)路 定律,磁 路,I,N,歐姆定

3、律,電阻,電流 強(qiáng)度,克氏 電壓定律,克氏 電流定律,磁路與電路的比較 (二),電 路,R,+,_,E,I,14,勵(lì)磁電流：在磁路中用來(lái)產(chǎn)生磁通的電流,6.1.4 磁路的分析,15,I,U,一. 直流磁路的分析,直流磁路的特點(diǎn):,直流磁路和電路中的恒壓源類(lèi)似,（R 為線(xiàn)圈的電阻）,16,電路方程：,一般情況下 很小,二. 交流磁路的分析,17,假設(shè),則,最大值,有效值,18,u,i,交流磁路的特點(diǎn):,19,交流磁路中磁阻 對(duì)電流的影響,電磁鐵吸合過(guò)程的分析：,在吸合過(guò)程中若外加電壓不變, 則 基本不變。,i,u,20,(U不變，I不變）,( I 隨 Rm 變化）,（ U不變時(shí)， 基本不變）,直

4、流磁路,交流磁路,磁路小結(jié),（,隨Rm變化）,21,變壓器功能：,6.2 變壓器的工作原理,22,變壓器應(yīng)用舉例,23,單相變壓器,一、變壓器的基本結(jié)構(gòu),24,工作過(guò)程：,25,1. 空載運(yùn)行 原邊接入電源，副邊開(kāi)路。,接上交流電源,二、變壓器的工作原理,（ 方向符合右手定則）,26,結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。,K為變比,原、副邊電壓關(guān)系,根據(jù)交流磁路的分析 可得：,時(shí),（變電壓）,27,2. 負(fù)載運(yùn)行,Z,副邊帶負(fù)載后對(duì)磁路的 影響：在副邊感應(yīng)電壓的 作用下，副邊線(xiàn)圈中有了 電流 i2 。此電流在磁路中 也會(huì)產(chǎn)生磁通，從而影響原邊電流 i1。但當(dāng)外加電壓、頻率不變時(shí)，鐵芯中主磁通的

5、最大值在變壓器空載或有負(fù)載時(shí)基本不變 。帶負(fù)載后磁動(dòng)勢(shì)的平衡關(guān)系為：,28,結(jié)論：原、副邊電流與匝數(shù)成反比,由于變壓器鐵芯材料的導(dǎo)磁率高、空載勵(lì)磁電流 很小，可忽略 。即：,原、副邊電流關(guān)系,（變電流）,29,（變阻抗）,原、副邊阻抗關(guān)系,從原邊等效：,結(jié)論：變壓器原邊的等效負(fù)載，為副邊所帶負(fù)載乘以 變比的平方。,30,阻抗變換舉例：揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率。,求：負(fù)載上得到的功率,解：（1）將負(fù)載直接接到信號(hào)源上，得到的輸出功 率為：,31,（2）將負(fù)載通過(guò)變壓器接到信號(hào)源上。,輸出功率為：,結(jié)論：由此例可見(jiàn)加入變壓器以后，輸出功率提高了 很多。原因是滿(mǎn)足了電路中獲得最大輸出的條 件（信

6、號(hào)源內(nèi)、外阻抗差不多相等）。,32, 額定電壓 變壓器副邊開(kāi)路（空載）時(shí)，原、副邊繞組允 許的電壓值。, 額定電流 變壓器滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)，原、副邊繞組允許的電流值。,6.3.1 變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）,6.3 變壓器的使用,33,注意：變壓器幾個(gè)功率的關(guān)系,34,6.3.2 變壓器的效率(),為防止渦流損失，鐵芯一般由一片片導(dǎo)磁材料疊合而成。,35,6.3.3 變壓器的外特性,副邊輸出電壓和輸出電流的關(guān)系。即：,U20：原邊加額定電壓、 副邊開(kāi)路時(shí)，副邊的輸 出電壓。,36,當(dāng)電流流入兩個(gè)線(xiàn)圈(或流出）時(shí)，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個(gè)流入端稱(chēng)為同極性端（同名端）?；蛘哒f(shuō)，當(dāng)鐵芯中磁通

7、變化（增大或減?。r(shí)，在兩線(xiàn)圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)極性相同的兩端為同極性端。,同極性端(同名端),6.3.4 變壓器繞組極性及連接方法,37,電器使用時(shí)兩種電壓（220V/110V）的切換：,220V： 聯(lián)結(jié) 2 3,110V： 聯(lián)結(jié) 1 3，2 4,線(xiàn)圈的接法,38,220V：聯(lián)結(jié) 2 3,勵(lì)磁,兩種接法下線(xiàn)圈工作情況的分析,39,110V：聯(lián)結(jié) 1 3，2 4,220V：聯(lián)結(jié) 2 3,40,問(wèn)題1：在110V 情況下，如果只用一個(gè)繞組（N），行不行？,答：不行（兩繞組必須并繞）,原邊有兩個(gè)相同繞組的電源變壓器（220 / 110），使用中應(yīng)注意的問(wèn)題：,41,問(wèn)題2：如果兩繞組的極性端接錯(cuò)，

8、結(jié)果如何？,結(jié)論：在極性不明確時(shí)，一定要先測(cè)定極性再通電。,答：有可能燒毀變壓器,42,方法一：交流法,同極性端的測(cè)定方法,若 說(shuō)明 A 與 a 或 X 與 x 為同 極性端。,測(cè)量：,43,方法二：直流法,44,變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念(1),定鐵芯窗口,定導(dǎo)線(xiàn)直徑,45,在同樣變比情況下，匝數(shù)多好，還是少好？,變壓器設(shè)計(jì)中的一些概念(2),46,6.4.1 自耦變壓器,6.4 特殊變壓器簡(jiǎn)介,使用時(shí)，改變滑動(dòng)端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實(shí)驗(yàn)室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：原、副邊千萬(wàn)不能對(duì)調(diào)使用，以防變壓器損壞。因?yàn)镹變小時(shí)，磁通增大，電流會(huì)迅速增加。,47,6.4.2 電壓互感器 用低量程的電壓表測(cè)高電壓,被