第六章 磁路與變壓器

1、1 第第6章章 磁路與變壓器磁路與變壓器23 BH 4H/m10470 0r 0BB HH0 5678+NIfNSS9lSlHlNI B IlH d10mRF SlNI mRF 11SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 1213nn2211lHlHlHNI niiilHNI114nnSBSBSB , . , , 2211niiilHNI115 A 5133004509000.NHlI A 390300450260.NHlI 16u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通勢(shì)）（磁通勢(shì)）tiLdd 電感元件電感元件17eeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIX

2、IR 18t, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU 192021Fe2cosPRIUIP 22 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：變電壓：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電流互感器電流互感器 ： 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P =UI c

3、os 及及負(fù)載功率因數(shù)負(fù)載功率因數(shù)cos 一定時(shí)：一定時(shí)：電能損耗小電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）U I P = I RlI S23 發(fā)電廠發(fā)電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室380 / 220V降壓降壓變電站變電站 10kV降壓降壓降壓降壓241u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心變壓器的磁路變壓器的磁路由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成由高導(dǎo)磁硅鋼片疊成厚厚0.35mm 或或 0.5mm鐵心鐵心251u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心2

4、6n(1) 空載運(yùn)行情況空載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。二次側(cè)開路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空載時(shí)，空載時(shí)，鐵心中主鐵心中主磁通磁通 是是由一次繞由一次繞組磁通勢(shì)組磁通勢(shì)產(chǎn)生的。產(chǎn)生的。27n(2) 帶負(fù)載運(yùn)行情況帶負(fù)載運(yùn)行情況一次側(cè)接交流電源，一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)二次側(cè)。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有載時(shí)，鐵心有載時(shí)，鐵心中主磁

5、通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次繞組磁通勢(shì)共繞組磁通勢(shì)共同產(chǎn)生的合成同產(chǎn)生的合成磁通。磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 28t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 29根據(jù)根據(jù)KVL：1111111111jEIXIREEIRU 變壓器一次側(cè)等效電路如圖變壓器一次側(cè)等效電路如圖1m1111444Nf.EUEU 由于電阻由于電阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)較小較小,其兩

6、端的電其兩端的電壓也較小壓也較小,與主磁電動(dòng)勢(shì)與主磁電動(dòng)勢(shì) E 比較可忽略不計(jì)，則比較可忽略不計(jì)，則1E1R1I1U1E+一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)一次側(cè)30KNNEEUU 2121201根據(jù)根據(jù)KVL：2m220224440Nf.EUU,I 結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。結(jié)論：改變?cè)褦?shù)比，就能改變輸出電壓。222222222jUIXIRUEIRE 2+1u+1e+1e+1N2N+2U31ABCXYZabczyx高壓繞組：高壓繞組：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低壓繞組：低壓繞組：a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端/000Y

7、YYYYYYY、：高壓繞組接法高壓繞組接法低壓繞組接法低壓繞組接法:YY0/三相配電變壓器三相配電變壓器: Y/動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）動(dòng)力供電系統(tǒng)（井下照明）: Y0/32A311PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P213333A311PUU CB1UKUUU312P2 abc+212133PPPPUUUU21UUK3342222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u35一般情況下：一般情況下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所

8、以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比。102211NiNiNi 空載磁勢(shì)空載磁勢(shì)有載磁勢(shì)有載磁勢(shì)3622IUZ 11IUZ 11IUZZKZ2 結(jié)論：結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的側(cè)所帶負(fù)載的阻抗模的K 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +ZKIUKKIKU22222237：信號(hào)源信號(hào)源IER0+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)如圖，交流信號(hào)源的電動(dòng)勢(shì)勢(shì) E= 120

9、V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 R 0=800 ，負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為負(fù)載為揚(yáng)聲器，其等效電阻為RL=8 。要求。要求:（1）當(dāng)）當(dāng)RL折算折算到原邊的等效電阻到原邊的等效電阻 時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)時(shí)，求變壓器的匝數(shù)比和信號(hào)源輸出的功率；（源輸出的功率；（2）當(dāng)將負(fù)）當(dāng)將負(fù)載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí)載直接與信號(hào)源聯(lián)接時(shí),信號(hào)信號(hào)源輸出多大功率？源輸出多大功率？0LRR LR38 W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，為：為：39FeCu2212PPPPPP 40A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 4100332211 .9724006001010010100PPPPCuFe00233216 .972400216001010021101002