dg第6章 磁路及变压器ppt课件

1、 在很多电工设备像变压器、电机、电磁铁电在很多电工设备像变压器、电机、电磁铁电工丈量仪器等中，不仅有电路的问题，同时还有工丈量仪器等中，不仅有电路的问题，同时还有磁路的问题。只需同时掌握了电路和磁路的根本实磁路的问题。只需同时掌握了电路和磁路的根本实际，才干对以上电工设备进展全面分析。际，才干对以上电工设备进展全面分析。 本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变本章结合磁路和铁心线圈电路的分析，讨论变压器和电磁铁的任务原理，作为运用实例。压器和电磁铁的任务原理，作为运用实例。 磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研讨磁路和电路往往是相关的，因此在这里要研讨磁路和电路的关系以及磁和电的关系。磁路

2、和电路的关系以及磁和电的关系。 + (a) 电磁铁的磁路电磁铁的磁路 (b) 变压器的磁路变压器的磁路 (c) 直流电机的磁路直流电机的磁路 IlFB lH d IlH dlINH 或或H/m10470 HBmHmsmAsVmAmWb /2位的单0r 0BB HH0 6.1.2 磁性资料的磁性能磁性资料的磁性能 磁性资料主要是指由过度元素铁、钴、镍极其合金等磁性资料主要是指由过度元素铁、钴、镍极其合金等资料。它们主要的磁性能如下。资料。它们主要的磁性能如下。1.高导磁性高导磁性磁性资料的磁导率很大，磁性资料的磁导率很大，r1，可达，可达102105量级。量级。分子电流和磁畴实际：分子电流和磁畴

3、实际：分子中电子的绕核运动和自转将构成分子电流，分分子中电子的绕核运动和自转将构成分子电流，分子电流将产生磁场，每个分子都相当于一个小磁铁。子电流将产生磁场，每个分子都相当于一个小磁铁。由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在部分构由于磁性物质分子的相互作用，使分子电流在部分构成有序陈列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。成有序陈列而显示出磁性，这些小区域称为磁畴。高磁导率的成因高磁导率的成因 磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱陈列的，磁磁性物质没有外场时，各磁畴是混乱陈列的，磁场相互抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转场相互抵消；当在外磁场作用下，磁畴就逐渐转到与外场一致的方向上，即产生了一个与

4、外场方到与外场一致的方向上，即产生了一个与外场方向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强向一致的磁化磁场，从而磁性物质内的磁感应强度大大添加度大大添加物质被剧烈的磁化了。物质被剧烈的磁化了。磁性物质被广泛地运用于电工设备中，电动机、电磁磁性物质被广泛地运用于电工设备中，电动机、电磁铁、变压器等设备中线圈中都含有的铁心。就是利用铁、变压器等设备中线圈中都含有的铁心。就是利用其磁导率大的特性，使得在较小的电流情况下得到尽其磁导率大的特性，使得在较小的电流情况下得到尽能够大的磁感应强度和磁通。能够大的磁感应强度和磁通。非磁性资料没有磁畴的构造，所以不具有磁化特性。非磁性资料没有磁畴的构造，所以不具

5、有磁化特性。磁 性 物 质 的 磁 化 表 示 图磁 性 物 质 的 磁 化 表 示 图(a)无外场，磁畴陈列杂乱无章。无外场，磁畴陈列杂乱无章。(b)在外场作用下，磁畴在外场作用下，磁畴陈列逐渐进入有序化。陈列逐渐进入有序化。4. 磁性物质的分类磁性物质的分类 根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：根据滞回曲线和磁化曲线的不同，大致分成三类：(1)软磁资料软磁资料其矫顽磁力较小，其矫顽磁力较小，磁滞回线较窄。磁滞回线较窄。(铁心铁心)(2)永磁资料永磁资料其矫顽磁力较其矫顽磁力较大，磁滞回线大，磁滞回线较宽。较宽。(磁铁磁铁)(3)矩磁资料矩磁资料其剩磁大而矫其剩磁大而矫顽磁力小，磁顽

6、磁力小，磁滞回线为矩形。滞回线为矩形。(记忆元件记忆元件)HBHBHBlSlHlNI B IlH dmRF SlNI mRF SlR mSl NIRFm SlR Sl EREI nn2211lHlHlHNI niiilHNI1 ,lH,lH2211nnSBBSB , . , S , 2211 niiilHNI1u(Ni)i ddtNe tNedd 磁通势磁通势tiLdd 常常数数 iNLeeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR t, sinm )sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222

7、fN.fNEE EU (V) 444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU Fe2cosPRIUIP 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运用广泛。子线路中运用广泛。变电压：电力系统变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变阻抗：电子线路中的阻抗匹配变电流：电流互感器变电流：电流互感器 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380 / 220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压单相变压器单相变压器1u2u1i2i+变压器的磁路变压器的磁路由高导磁硅钢片叠成由高

8、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铁心铁心单相变压器单相变压器1u2u1i2i+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心(1) 空载运转情况空载运转情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+11N2N 1u dd11tNe i0 ( i0N1) 1 dd011tiLe tNedd 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。(2) 带负载运转情况带负载运转情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧接负载。

9、二次侧接负载。1u+1e+1e+11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心有载时，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。2i2+e2+e2+u2 dd2tiLe22 t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE )90t(sinm22 Ee2m244. 4NfE t, sinm 根据根据KVL：1111111111jEIXIREEIRU 变压器一次

10、侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗 X1 (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 E1比较可忽略不计，比较可忽略不计，那么那么1E1R1I1U1E+KNNEEUU 21212012m220224440Nf.EUU,I 结论：改动匝数比，就能改动输出电压。结论：改动匝数比，就能改动输出电压。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z|2i1u2e1

11、i1e1N2N+2u普通情况下：普通情况下：I0 (23)%I1N 很小可忽略。很小可忽略。2211 NiNi 所所以以或或2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：或：221011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 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 2 倍。倍。 1U2U1I2IZ+1U1

12、IZ +108800L21 LRRNNK0RR LI1N2U2IR0+2NRLE信号源信号源+R0ERLI W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP 2将负载直接接到信号源上时，输出功率为：将负载直接接到信号源上时，输出功率为： 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 高压绕组的额定电压高压绕组的额定电压(KV)N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次侧输入功率：一次侧输入功率： cos222IUP 输出功率：输出功率： 变压器运

13、转变压器运转时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质%100%20220 UUUU)(22IfU U2I2U20I2NOFeCu2212PPPPPP A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 0033CuFe22119724006001010010100.PPPP 00332169724002160010100211010021. 2 KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1匝数多匝数多保险丝保险丝 N2匝数少匝数少u

14、被测电压被测电压电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1被测电流被测电流ARi1i2 AXax Aax 同极性端用同极性端用“表示。表示。添加添加+ 联接联接 23 Nf.Um2444220 联接联接 13， 2 4ii Nf.U444110m 当电源电压为当电源电压为220V时：时：220u+110u+电源电压为电源电压为110V时：时：NN1324NN1324 iuNN1324 Ni22Ni 12220110 ii+两个线圈中的磁通抵消两个线圈中的磁通抵消缘由：缘由：电流电流 很大很大11Rui 1111eRiu 感应电势感应电势0e1324NNi +uaxAaAXU

15、UU、丈量：丈量： 假设假设 阐明阐明 A 与与 x 或或 X 与与 a 是同极性端是同极性端.axAXAaUUU axAXAaUUU VaAXxVAXu+Xx电流表电流表+_A a+SAXax+_S2e+课后作业：6-4，6-56-8PFF铁芯线圈衔铁FF(a)(b)(c)电磁铁的几种构造方式电磁铁的几种构造方式(a) 马蹄式；马蹄式； (b) 拍合式；拍合式； (c) 螺管式螺管式 N8100207SBF tsinm0 BB tFFtFtSBSBf cos22121sinsin 810810mm2m202m70207 81002m7mSBF N 161021d102m7m0SBFtfTFT OM3 02m71610SBF 70m1016 SFBT 61101011610167470m.SFB 5062001016150