第5章磁路与铁心线圈电路

1、电工与电子技术电工与电子技术 教学要求教学要求 lI F B B H lH d IlH d l IN H 或或 xHlHlHxxx 2d NII NIx2Hx IlH d x x l NI x2 NI H H/m104 7 0 0 r 0 B B H H 0 x x l NI H x xx l NI HB l NI H S B , u (Ni)i d d t Ne t Ne d d （磁通势）（磁通势） t i L d d 常常数数 i N L eeRi u )( d d e t i LRi )()( EEIRU )(j EIXIR t, sin m )sin( d d d d m t t N

2、 t Ne tN cos m )90t(sin2 m fN)90(sin m tE m mm 444 2 2 2 fN. fNE E EU (V) 444444 mm SfNB.fN.EU )(j EIXIRU S l R m S l NI R F m S l R S l E R E I 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电 子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。 变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配 变电流：变电流：电流互感器电流互感器 ： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送

3、功率P =UI cos 及及 负载功率因数负载功率因数cos 一定时：一定时： 电能损耗小电能损耗小 节省金属材料（经济）节省金属材料（经济） U I P = I Rl I S 变压器的磁路变压器的磁路 1 u 2 u L Z 1 i 2 i 单相变压器单相变压器 + + 由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成 厚厚0.35mm 或或 0.5mm 铁心铁心 一次一次 绕组绕组 N1 二次二次 绕组绕组 N2 铁心铁心 1 u 2 u L Z 1 i 2 i 单相变压器单相变压器 + + 一次一次 绕组绕组 N1 二次二次 绕组绕组 N2 铁心铁心 一次侧接交流电源，一次侧接交流电源， 二次侧开路

4、。二次侧开路。 0 i 0 2 i 1 u + 20 u + 2 e + 1 e + 1 e+ 1 1 N 2 N 1 u d d 11 t Ne i0 ( i0N1) 1 d d 0 11 t i Le t Ne d d 22 空载时，空载时， 铁心中主铁心中主 磁通磁通 是是 由一次绕由一次绕 组磁通势组磁通势 产生的。产生的。 一次侧接交流电源，一次侧接交流电源， 二次侧二次侧。 1 u + 1 e + 1 e+ 1 1 N 2 N 1 u d d 11 t Ne 1 d d 1 11 t i Le t Ne d d 22 i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) 2 有载时，铁

5、心有载时，铁心 中主磁通中主磁通 是是 由一次、二次由一次、二次 绕组磁通势共绕组磁通势共 同产生的合成同产生的合成 磁通。磁通。 2 i2 + e2+ e 2 + u2 d d 2 t i Le 22 t)sin( t N t N m111 d d d d e tN cos m1 )90t(sin m1 E 1m1 44.4NfE 2 2 2 11 1 mm fNE E 有效值有效值: 同同 理：理： )90t(sin m22 Ee 2m2 44. 4NfE t, sin m 根据根据KVL： 11111 11111 jEIXIR EEIRU 变压器一次侧等效电路如右图变压器一次侧等效电路如

6、右图 1m1111 444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 (或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端 的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，比较可忽略不计， 则则 1 E 1 R1 I 1 U 1 E + + + 一次侧一次侧 一次侧一次侧 K N N E E U U 2 1 2 1 20 1 根据根据KVL： 2m22022 4440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 22222 2222 jUIXIR UEIRE 2 2 U + 1 u + 1 e + 1 e + 1 N 2 N

7、 + + A BC XYZ a bc zy x 高压绕组：高压绕组： A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端 A、B、C ：首端首端 低压绕组：低压绕组： a-x b-y c-z a、b、c：首端：首端 x、y、z：尾端：尾端 / 000 YYYYYYYY、： 高压绕组接法高压绕组接法 低压绕组接法低压绕组接法 :YY 0 /三相配电变压器三相配电变压器 : Y/ 动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明） : Y 0 / A 3 1 1P U U C B 1 U K U U 3 1 2P b K U U 1 2 c a + + + + K U U U U U U 2P 1P

8、2P 1P 2 1 3 3 A 3 1 1P U U C B 1 U K U UU 3 1 2P2 a b c + + + K U U U U U U P P P P 33 3 2 1 2 1 2 1 2 2 22 Z U IZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Ni m2211 NiNi + |Z | 2 i 1 u 2 e 1 i 1 e 1 N 2 N + + + 2 u 一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可很小可忽忽略。略。 2211 NiNi 所所以以或或 2211 NINI 2211 NINI 所所以以 KN N I I1 1 2 2 1 结论：一次、二次侧

9、电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。 或：或： 221011 NiNiNi 22N i 102211 NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势 2 2 I U Z 1 1 I U Z ZK I U K K I KU I U Z 2 2 22 2 2 1 1 ZKZ 2 结论：结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次变压器一次侧的等效阻抗模，为二次 侧所带负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K K 2 2 倍。 倍。 1 U 2 U 1 I 2 I Z + + + + 1 U 1 I Z + + ： 信号源信号源 I E R0 RL + 10 8 800 L L 2 1 R

10、 R N N K I E 1 N 2 U 2 I L R 2 N + + 如图，交流信号源的电动如图，交流信号源的电动 势势 E= 120V，内阻，内阻 R 0=800 ， 负载为扬声器，其等效电阻为负载为扬声器，其等效电阻为 RL=8 。要求。要求: （1）当）当 RL折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻 时，求变压器的匝数比和信号时，求变压器的匝数比和信号 源输出的功率；（源输出的功率；（2）当将负）当将负 载直接与信号源联接时载直接与信号源联接时,信号信号 源输出多大功率？源输出多大功率？ 0L RR W54800 800800 120 2 L 2 L0 .R RR E P 0L R

11、R W17608 8800 120 2 L 2 L0 .R RR E P （2，为：为： 变压器额定容量变压器额定容量(KVA) S:三相三相 D:单相单相 N1N1N2N2N IUIUS N1N1N2N2N 33IUIUS N1N1N IUS 容量：容量： 2 1 P P 一次侧输入功率：一次侧输入功率： cos 222 IUP 输出功率：输出功率： 变压器运行变压器运行 时的功率取时的功率取 决于负载的决于负载的 性质性质 KN N I I K N N U U 1 1 2 2 1 2 1 2 1 注意：一次、二次侧千万不能对调使用，注意：一次、二次侧千万不能对调使用， 以防变压器损坏。以防变压器损坏。 A B P