模块三 变压器的原理及应用PPT课件

1、lIFB 第1页/共53页第2页/共53页H/m10470 0r 0BB HH0 第3页/共53页 根据相对磁导率r r值的不同，自然界的物质大致可分为两大类： 非磁性物质 如空气、塑料、铜、铝、橡胶等。这些物质的导磁能力很差，磁导率均与真空的磁导率非常接近，它们的相对磁导率均约等于1 1。非磁性物质的磁导率可认为是常量。 如铁、镍、钴、钢及其合金等。这些物质的导磁能力非常强，其磁导率一般为真空的几百、几千乃至几万、几十万倍。如铸铁，其相对磁导率r r200200400400；铸钢的相对磁导率r r50050022002200；硅钢的r r700010000700010000；坡莫合金的r r

2、2000020000020000200000。显然，铁磁物质的磁导率不是常量，而是一个范围，即随外部条件变化。铁磁性物质的相对磁导率大大于1 1。铁磁性物质第4页/共53页 BH 第5页/共53页lH d IlH dlINH 或或2.磁路的基本定律第6页/共53页xHlHlHxxx 2d NII NIx2Hx IlH d第7页/共53页xxlNIx2NIH 第8页/共53页xxlNIH xxxlNIHB 第9页/共53页+NIfNSS第10页/共53页lSlHlNI B IlH d第11页/共53页mRF SlNI mRF 第12页/共53页lNIH SB , 第13页/共53页第14页/共5

3、3页第15页/共53页第16页/共53页第17页/共53页第18页/共53页第19页/共53页第20页/共53页 u(Ni)i ddtNe tNedd （磁通势）tiLdd 常数常数 iNL第21页/共53页eeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR 第22页/共53页t, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU 第23页/共53页第24页/共53页第25页/共53页Fe2cosPRIUI

4、P 第26页/共53页2cm 527910230.S 3001052721504442204444m .SfB.UN A13002106070022m NlHI第27页/共53页课题课题3.2 3.2 变压器的工作原理及应用变压器的工作原理及应用 知识与技能要点 变压器的基本结构及工作原理：电压、电流、电阻的变换公式； 变压器的应用：电压互感器、电流互感器、钳形电流表的工作原理、作用、接线及测试方法。第28页/共53页 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。变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变电流：电流互感器 ： 在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos

5、 及负载功率因数cos 一定时：电能损耗小节省金属材料（经济）U I P = I RlI S第29页/共53页变压器的结构变压器的结构第30页/共53页第31页/共53页 空载运行情况一次侧接交流电源，二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 22 空载时，铁心中主磁通 是由一次绕组磁通势产生的。第32页/共53页 带负载运行情况一次侧接交流电源，二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2

6、N2) 2有载时，铁心中主磁通 是由一次、二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 第33页/共53页t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值:同 理：)90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 第34页/共53页根据KVL：1111111111jEIXIREEIRU 变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻 R1 和感抗 (或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势 E 比较可忽略不计，则1E1R1

7、I1U1E+一次侧一次侧第35页/共53页KNNEEUU 2121201根据KVL：2m220224440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+第36页/共53页2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z |2i1u2e1i1e1N2N+2u第37页/共53页一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：221011Ni

8、NiNi 22Ni102211NiNiNi 空载磁势有载磁势第38页/共53页22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论： 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K 2 倍。 1U2U1I2IZ+1U1IZ +第39页/共53页：信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如图，交流信号源的电动势 E= 120V，内阻 R 0=800 ，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8 。要求: （1）当RL折算到原边的等效电阻 时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？

9、0LRR 第40页/共53页 W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：第41页/共53页 变压器额定容量(KVA)S:三相D:单相 第42页/共53页第43页/共53页N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量： 21PP 一次侧输入功率： cos222IUP 输出功率： 变压器运行时的功率取决于负载的性质第44页/共53页122222)。%100%20220 UUUU)(22IfU 2 U2I2U20I2N2 O第45页/共53页 FeCu2212PPPPPP 第4

10、6页/共53页KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+第47页/共53页电压表被测电压=电压表读数 N1/N2VR N1（匝数多）保险丝 N2（匝数少）u（被测电压）第48页/共53页电流表被测电流=电流表读数 N2/N1（被测电流）ARi1i2第49页/共53页用钳形电流表可直接测量交流电路的电流，不需断开电路。结构和工作原理 外形结构如图所示。测量部分主要由一只电磁式电流表和穿心式电流互感器组成。穿心式电流互感器铁心做成活动开口，且成钳形。 （4）钳形电流表钳形电流表的外形结构第50页/共53页原理：当被测载流导线中有交变电流通过时，交流电流的磁通在互感器副绕组中感应出电流，使电磁式电流表的指针发生偏转，在表盘上可读出被测电流值。 使用方法1 1）测量前，应检查指针是否在零位，否则，应进行机械调零。 2 2）测量时，量程选择旋钮应置于适当位置，以便测量时指针处于刻度盘中间区域，