磁路與鐵心線圈電路92090

會計學1磁路與鐵心線圈電路920906.3

變壓器

變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應用廣泛。變電壓：電力系統(tǒng)

變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變電流：電流互感器

變壓器的主要功能有：

在能量傳輸過程中，當輸送功率P=UIcos及負載功率因數(shù)cos

一定時：電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟）6.3.1

概述UIP=I2RlIS第1頁/共34頁第2頁/共34頁第3頁/共34頁變壓器的結(jié)構(gòu)第4頁/共34頁變壓器的分類電壓互感器電流互感器按用途分電力變壓器(輸配電用)儀用變壓器整流變壓器按相數(shù)分三相變壓器單相變壓器按制造方式殼式心式變壓器符號第5頁/共34頁第6頁/共34頁(1)空載運行情況1.電磁關系一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)開路。+–+–+–+–+–1i0(i0N1)1空載時，鐵心中主磁通是由一次繞組磁通勢產(chǎn)生的。第7頁/共34頁(2)帶負載運行情況1.電磁關系一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負載。+–+–+–11i1(i1N1)i1i2(i2N2)

2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。2i2+–e2+–e2+–u2Z第8頁/共34頁2.電壓變換（設加正弦交流電壓）有效值:同理：主磁通按正弦規(guī)律變化，設為則(1)一次、二次側(cè)主磁通感應電動勢第9頁/共34頁根據(jù)KVL：變壓器一次側(cè)等效電路如圖

由于電阻

R1和感抗X1(或漏磁通)較小,其兩端的電壓也較小,與主磁電動勢E1比較可忽略不計，則–––+++(2)一次、二次側(cè)電壓式中R1為一次側(cè)繞組的電阻;

X1=L1為一次側(cè)繞組的感抗(漏磁感抗，由漏磁產(chǎn)生)。第10頁/共34頁（匝比）K為變比對二次側(cè)，根據(jù)KVL：結(jié)論：改變匝數(shù)比，就能改變輸出電壓。式中R2為二次繞組的電阻;

X2=L2為二次繞組的感抗；為二次繞組的端電壓。變壓器空載時:+–u2+–+–+–i1i2+–e2+–e2式中U20為變壓器空載電壓。故有第11頁/共34頁3.電流變換(一次、二次側(cè)電流關系)有載運行

可見，鐵心中主磁通的最大值m在變壓器空載和有載時近似保持不變。即有

不論變壓器空載還是有載，一次繞組上的阻抗壓降均可忽略，故有由上式，若U1、f不變，則m基本不變，近于常數(shù)。空載：有載：+–|Z|+–+–+–第12頁/共34頁一般情況下：I0(2~3)%I1N很小可忽略。或結(jié)論：一次、二次側(cè)電流與匝數(shù)成反比?；颍?.提供產(chǎn)生m的磁勢2.提供用于補償作用

的磁勢磁勢平衡式：空載磁勢有載磁勢第13頁/共34頁4.阻抗變換由圖可知：

結(jié)論：變壓器一次側(cè)的等效阻抗模，為二次側(cè)所帶負載的阻抗模的K2倍。+–+–+–第14頁/共34頁三相電壓的變換ABCXYZabczyx1)三相變壓器的結(jié)構(gòu)高壓繞組：A-XB-YC-ZX、Y、Z：尾端A、B、C：首端低壓繞組：a-xb-yc-za、b、c：首端x、y、z：尾端2)三相變壓器的聯(lián)結(jié)方式聯(lián)結(jié)方式：高壓繞組接法低壓繞組接法三相配電變壓器動力供電系統(tǒng)（井下照明）高壓、超高壓供電系統(tǒng)常用接法:第15頁/共34頁（1）三相變壓器Y/Y0聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBbca+–+–+–+–第16頁/共34頁（2）三相變壓器Y0/聯(lián)結(jié)線電壓之比：ACBabc+–+–+–第17頁/共34頁(1)

變壓器的匝數(shù)比應為：R0+–+–解:例1:

如圖，交流信號源的電動勢E=120V，內(nèi)阻R0=800，負載為揚聲器，其等效電阻為RL=8。要求:（1）當RL折算到原邊的等效電阻時，求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功率；（2）當將負載直接與信號源聯(lián)接時,信號源輸出多大功率？信號源R0RL+–第18頁/共34頁信號源的輸出功率：電子線路中，常利用阻抗匹配實現(xiàn)最大輸出功率。結(jié)論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。原因：滿足了最大功率輸出的條件：（2）將負載直接接到信號源上時，輸出功率為：第19頁/共34頁1）變壓器的型號5.變壓器的銘牌和技術數(shù)據(jù)SJL1000/10

變壓器額定容量(KVA)

鋁線圈

冷卻方式J:油浸自冷式F:風冷式相數(shù)S:三相D:單相

高壓繞組的額定電壓(KV)

第20頁/共34頁2）額定值額定電壓U1N、U2N

變壓器二次側(cè)開路（空載）時，一次、二次側(cè)繞組允許的電壓值單相：U1N，一次側(cè)電壓，

U2N，二次側(cè)空載時的電壓三相：U1N、U2N，一次、二次側(cè)的線電壓額定電流I1N、I2N

變壓器滿載運行時，一次、二次側(cè)繞組允許的電流值。單相：一次、二次側(cè)繞組允許的電流值三相：一次、二次側(cè)繞組線電流第21頁/共34頁

額定容量

SN

傳送功率的最大能力。單相：三相：容量SN

輸出功率P2

一次側(cè)輸入功率P1

輸出功率P2注意：變壓器幾個功率的關系（單相）效率容量：一次側(cè)輸入功率：輸出功率：變壓器運行時的功率取決于負載的性質(zhì)2)額定值第22頁/共34頁6.3.3

變壓器的外特性與效率1.變壓器的外特性

當一次側(cè)電壓U1和負載功率因數(shù)cos2保持不變時，二次側(cè)輸出電壓U2和輸出電流I2的關系，U2=f(I2)。U20：一次側(cè)加額定電壓、二次側(cè)開路時，二次側(cè)的輸出電壓。

一般供電系統(tǒng)希望要硬特性（隨I2的變化，U2

變化不大），電壓變化率約在5%左右。電壓變化率：cos2=0.8(感性）U2I2U20I2Ncos2=1O第23頁/共34頁2.

變壓器的效率()為減少渦流損耗，鐵心一般由導磁鋼片疊成。變壓器的損耗包括兩部分：銅損(PCu)：繞組導線電阻的損耗。渦流損耗：交變磁通在鐵心中產(chǎn)生的感

應電流(渦流)造成的損耗。磁滯損耗：磁滯現(xiàn)象引起鐵心發(fā)熱，造

成的損耗。

鐵損(PFe)：變壓器的效率為一般95%,負載為額定負載的(50~75)%時，最大。輸出功率輸入功率第24頁/共34頁例３:

有一帶電阻負載的三相變壓器，其額定數(shù)據(jù)如下：SN=100kVA,U1N=6000V,f=50Hz。

U2N=U20=400V,繞組連接成／０。由試驗測得:

PFe

=600W，額定負載時的

PCu

=2400W。試求(1)變壓器的額定電流；

(2)滿載和半載時的效率。解:(1)定電流第25頁/共34頁(２)滿載和半載時的效率第26頁/共34頁

當電流流入(或流出）兩個線圈時，若產(chǎn)生的磁通方向相同，則兩個流入(或流出）端稱為同極性端。??AXax?AXax1.同極性端(同名端)

或者說，當鐵心中磁通變化時，在兩線圈中產(chǎn)生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端。

同極性端用“?”表示。增加+–+++–––

同極性端和繞組的繞向有關。6.3.5

變壓器繞組的極性?第27頁/共34頁聯(lián)接

2－3

變壓器原一次側(cè)有兩個額定電壓為110V的繞組：2.線圈的接法??1324??1324

聯(lián)接

1－3，2－4當電源電壓為220V時：+–+–電源電壓為110V時：第28頁/共34頁方法一：交流法把兩個線圈的任意兩端(X-x)連接,然后在AX上加一低電壓uAX

。測量：

若說明A與x

或X與a

是同極性端.若

說明A與a或X與x

為同極性端。

結(jié)論：VaAXxV3.同極性端的測定方法+–第29頁/共34頁方法二：直流法設S閉合時增加。感應電動勢的方向，阻止的增加。

如果當S閉合時，電流表正偏，則A-a為同極性端;結(jié)論：Xx電流表+_Aa+–S

如果當S閉合時，電流表反偏，則A-x為同極性端。??AXax+_S+–第30頁/共34頁

使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調(diào)壓器就是根據(jù)此原理制作的。注意：一次、二次側(cè)千萬不能對調(diào)使用，以防變壓器損壞。因為N變小時，磁通增大，電流會迅速增加。6.3.4

特殊變壓器1.自耦變壓器ABP+–+–第31頁/共34頁二次側(cè)不能短路，以防產(chǎn)生過流；2.鐵心、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側(cè)出現(xiàn)高壓。使用注意事項：電壓表被測電壓=電壓表讀數(shù)N1/N22.電壓互感器實