電工電子技術(shù)全套精ppt課件

.,第3章磁路與變壓器,3.2交流鐵心線圈電路,3.3變壓器(自學(xué)為主),3.1磁路,.,3.1磁路,+u,磁路：主磁通所經(jīng)過的閉合路徑。,.,磁場的特性可用磁通、磁感應(yīng)強(qiáng)度、磁場強(qiáng)度、磁導(dǎo)率等幾個物理量表示。,一、磁通磁場中穿過某一截面積S的磁感應(yīng)線數(shù)，稱為通過該面積的磁通量。磁感應(yīng)線上每一點(diǎn)的切線方向既為該點(diǎn)的磁場方向。,的單位：伏秒，通稱為韋伯Wb或麥克斯韋Mx1Wb108Mx,3.1.1磁場的基本物理量,.,如磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小相等，方向相同，這樣的磁場則稱為均勻磁場。,二、磁感應(yīng)強(qiáng)度,與磁場方向相垂直的單位面積上通過的磁通（磁力線），可表示磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱和方向。,B的單位：特斯拉（T）的單位：韋伯,矢量,BS,磁力線的疏密程度，反映了該處磁場的強(qiáng)弱。,.,三、磁場強(qiáng)度,磁場強(qiáng)度是計(jì)算磁場所用的物理量，其大小為磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁率之比。,H的單位：安米的單位：亨米,矢量,.,真空中的磁導(dǎo)率為常數(shù),四、磁導(dǎo)率磁導(dǎo)率是一個用來表示磁場媒質(zhì)磁性和衡量物質(zhì)導(dǎo)磁能力的物理量。,.,一般材料的磁導(dǎo)率和真空磁導(dǎo)率0的比值，稱為該物質(zhì)的相對磁導(dǎo)率r,或,.,磁性材料的磁性能,一、高導(dǎo)磁性指磁性材料的磁導(dǎo)率很高，r1，使其具有被強(qiáng)烈磁化的特性。,3.1.2磁性材料的磁性能,高導(dǎo)磁性、磁飽和性、磁滯性、非線性,磁性物質(zhì)的磁化,.,二、磁飽和性當(dāng)外磁場（或勵磁電流）增大到一定值時，磁性材料的全部磁疇的磁場方向都轉(zhuǎn)向與磁場的方向一致，磁化磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度BJ達(dá)到飽和值。,磁化曲線,注:當(dāng)有磁性物質(zhì)存在時B與H不成比例,與I也不成比例。,B,，,B,H,O,.,三、磁滯性當(dāng)鐵心線圈中通有交變電流（大小和方向都變化）時，鐵心就受到交變磁化，電流變化時，B隨H而變化，當(dāng)H已減到零值時，但B未回到零，這種磁感應(yīng)強(qiáng)度滯后于磁場強(qiáng)度變化的性質(zhì)稱磁性物質(zhì)的磁滯性。,磁滯回線,剩磁：當(dāng)線圈中電流減到零（H0），鐵心在磁化時所獲的磁性還未完全消失，這時鐵心中所保留的磁感應(yīng)強(qiáng)度稱為剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br,Br,.,Br,Hc,H（I）,B(),0,鐵磁材料分類：,軟磁材料（磁滯回線窄長。常用做磁頭、磁心等）,永磁材料（磁滯回線寬。常用做永久磁鐵）,矩磁材料（磁滯回線接近矩形。可用做記憶元件）。,.,安培環(huán)路定律（全電流定律）：磁場中任何閉合回路磁場強(qiáng)度的線積分,等于通過這個閉合路徑內(nèi)電流的代數(shù)和。即,3.1.3磁路及其分析,電流方向和磁場強(qiáng)度的方向符合右手定則，電流取正；否則取負(fù)。,.,在無分支的均勻磁路（磁路的材料和截面積相同，各處的磁場強(qiáng)度相等）中，安培環(huán)路定律可寫成：,.,磁路的歐姆定律,對于環(huán)形線圈,磁路的歐姆定律,說明,F=NI為磁通勢Rm為磁阻l為磁路的平均長度S為磁路的截面積,.,磁路和電路的比較（一）,磁路,電路,磁通,I,N,R,+,_,E,I,磁壓降,磁通勢,U,.,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,.,一.電磁關(guān)系,鐵心線圈的交流電路,3.2交流鐵心線圈電路,.,電路方程：,一般情況下很小,二、交流磁路的分析,：主磁通,：漏磁通,u,i,-+,-+,+-,.,假設(shè),則,有效值,.,變壓器是變換各種交流電壓的電器。它是利用電磁感應(yīng)定律并通過磁路的耦合作用,把某一個數(shù)量級的交流電壓，變換成同頻率的另一個數(shù)量級的交流電壓的能量變換裝置。,3.3變壓器,.,S9-M-400/10配電變壓器,變壓器的分類,.,N1,變壓器的基本結(jié)構(gòu),一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。,.,設(shè)變壓器空載運(yùn)行,一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。,空載時，鐵心中主磁通是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。,1.電壓變換,3.3.1變壓器的工作原理,.,結(jié)論：改變匝數(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)交流鐵心線圈電路的分析可得：,時,（變電壓）,.,帶負(fù)載運(yùn)行情況,一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載。,有載時，鐵心中主磁通是由一次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。,2.電流變換,.,由上式，若U1、f不變，則m基本不變，近于常數(shù)。,空載磁勢：,有載磁勢：,=,.,磁勢平衡式：,或,結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。,.,+,+,由圖可知：,結(jié)論：變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K2倍。,3.阻抗變換,.,阻抗變換舉例：揚(yáng)聲器上如何得到最大輸出功率。,設(shè)：,信號電壓的有效值:,U1=50V;,信號內(nèi)阻：,Rs=100,;,負(fù)載為揚(yáng)聲器，等效電阻：RL=8。,求：負(fù)載上得到的功率,解：（1）將負(fù)載直接接到信號源上，得到的輸出功率為：,.,（2）將負(fù)載通過變壓器接到信號源上。,輸出功率為：,結(jié)論：由此例可見加入變壓器以后，輸出功率提高了很多。原因是滿足了電路中獲得最大輸出的條件（信號源內(nèi)、外阻抗差不多相等）。,.,額定電壓變壓器副邊開路（空載）時，原、副邊繞組允許的電壓值。,額定電流變壓器滿載運(yùn)行時，原、副邊繞組允許的電流值。,二、變壓器的銘牌數(shù)據(jù)（以單相變壓器為例）,U2N應(yīng)比滿載運(yùn)行時的輸出電壓U2高出510%,.,額定容量傳送功率的最大能力。,（理想）,二、變壓器的銘牌數(shù)據(jù),三相變壓器,單相變壓器,（理想）,.,3.3.2變壓器的等值電路及外特性,1.變壓器的等值電路,（1）空載運(yùn)行等值電路,（2）負(fù)載運(yùn)行等值電路,XS1漏磁感抗,Xm勵磁感抗,.,I2,n,ZL,U2,U1,I1,Z0,cos=0.8,cos=1,1,0,U2/U2N,I2/I2N,1,外特性U2=f(I2),2.變壓器的外特性,.,1.損耗P=PCu+PFe,2.效率,通常大于95%,3.3.3變壓器的損耗與效率,P2變壓器的輸出功率,P1變壓器的輸入功率,.,注意：變壓器幾個功率的關(guān)系,變壓器的功率因數(shù),變壓器的效率,.,1、自耦變壓器,3.3.4特殊變壓器簡介,使用時，改變滑動端的位置，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、副邊千萬不能對調(diào)使用，以防變壓器損壞。,.,2.電流互感器用低量程的電流表測大電流,被測電流=電流表讀數(shù)N2/N1,1.副邊不能開路，以防產(chǎn)生高電壓；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在副邊出現(xiàn)過壓。,使用注意事