第5章 磁路與變壓器

1、本章要求：本章要求：5.1.15.1.1磁路的概念：磁路的概念： 在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料在電機(jī)、變壓器及各種鐵磁元件中常用磁性材料做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其做成一定形狀的鐵心。鐵心的磁導(dǎo)率比周圍空氣或其它物質(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形它物質(zhì)的磁導(dǎo)率高的多，磁通的絕大部分經(jīng)過鐵心形成閉合通路。成閉合通路。+NIfNSS5.1 5.1 磁磁 路路磁通的閉合路徑稱為磁路。磁通的閉合路徑稱為磁路。lIFB BH H/m10470 0r HB 1. 1.高導(dǎo)磁性高導(dǎo)磁性5.1.3 5.1.3 磁性材料的磁性能磁性材料的磁性能1 1、安培環(huán)路定律、安培

2、環(huán)路定律 在磁路中，磁場強(qiáng)度沿任一閉合回線（常取磁通作在磁路中，磁場強(qiáng)度沿任一閉合回線（常取磁通作為閉合回線）的線積分，等于包圍在這個閉合回線內(nèi)各為閉合回線）的線積分，等于包圍在這個閉合回線內(nèi)各電流的代數(shù)和，即電流的代數(shù)和，即 IldH5.1.5 5.1.5 磁路的基本定律磁路的基本定律lS 2 2、磁路的歐姆定律、磁路的歐姆定律 RlSNIFm INSlslRmlHNI lBNIIHlHlNIF NIF SlR mSlNIRF mSlR SlEREI nn2211lHlHlHNI niiilHNI1 nnSBBSB , . , S , 2211 niiilHNI1 A/m102 . 7104

3、9 . 057000 BH cm 390.2- 2391 .ll cm 23921510.l A 16351951440110 lHHNI A 144010201027250 .H A 1951039500211 lH163511635 ININu(Ni)i ddtNe t ddNe （磁通勢）（磁通勢）5.2.2 5.2.2 感應(yīng)電動勢與磁通感應(yīng)電動勢與磁通 Nui ee +設(shè)：設(shè)： = = m msinsin t ttNedd dtdiLtddNee = N mcos t = Emsin( t 90 )Em = N m = 2 f N m = 2 f NBmS 感應(yīng)電動勢的有效值：感應(yīng)電動

4、勢的有效值：mmm44. 4222 NfNfEE eeRi u )e(t di dLRi交流激勵交流激勵 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電勢RudtdNeu假設(shè)假設(shè)tm sin則則tfNtNumm cos2cos最大值最大值mmfNU 2有效值有效值SBfNfNUmm44.444.4dtdNu Fe2cosPRIUIP 12112IURWRIPuc4812222WPPPuecF4048884 . 0211088cosUIP 發(fā)電廠發(fā)電廠10.5kV10.5kV輸電線輸電線220kV220kV升壓升壓儀器儀器36V36V降壓降壓實(shí)驗室實(shí)驗室380 / 220V380 / 220V降壓降壓變電站

5、變電站 10kV10kV降壓降壓降壓降壓1u2uLZ1i2i1u2uLZ1i2i0i02i1u20u2e1e1e1N2N1u dd11tNe dd011tiLe tNedd 22 (2) (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)接負(fù)載。二次側(cè)接負(fù)載。1u+ +1e+ +1e+ + 1 11N2N 1u dd11tNe 1 1 t di dLe111 t ddNe 22 i i1 1 ( ( i i1 1N N1 1) ) i i1 1i i2 2 ( ( i i2 2N N2 2) ) 2 2有載時，鐵心中有載時，鐵心中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次繞

6、組磁次、二次繞組磁通勢共同產(chǎn)生的通勢共同產(chǎn)生的合成磁通。合成磁通。 2 2i i2 2+ +e e2 2+ +e e 2 2+ +u u2 2 Z Z dd2tiLe22 2121021NNEEUUk m111fN44. 4EU m2202fN44. 4EU 0I2 202UE 2121021NNEEUUk 5432301000021.UUkNN02211ININ2211ININ012211INININk1NNII1221 )(0iN2N2NIUS N1N1IU 22IUZ 11IUZ 11IUZ ZKZ2 1U2U1I2IZ+ + +1U1IZ + + 結(jié)論：結(jié)論： 變壓器一次側(cè)的等效阻抗模

7、，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 倍。倍。 2KKIKU22222IUKZK2(1)(1) 變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：變壓器的匝數(shù)比應(yīng)為：IER0RL+108800RRNNK21 LLIE1N2U2ILR2NR R0 0+ + +解解: :例例: : 如圖，交流信號源的電動如圖，交流信號源的電動勢勢 E E= 120V= 120V，內(nèi)阻，內(nèi)阻 R R 0 0=800=800 ，負(fù)載負(fù)載R RL L=8=8 。要求。要求: : （1 1）當(dāng)）當(dāng)R RL L折算到原邊的等效電阻折算到原邊的等效電阻 時，時， 求變壓器的匝數(shù)比求變壓器的匝數(shù)比和信號源輸出的功

8、率；（和信號源輸出的功率；（2 2）當(dāng)將負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時當(dāng)將負(fù)載直接與信號源聯(lián)接時, ,信號源輸出多大功率？信號源輸出多大功率？0RR L W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2 2，為：為：S: S:三相三相D:D:單相單相 N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量： 21PP 一次側(cè)輸入功率：一次側(cè)輸入功率： cos222IUP 輸出功率：輸出功率： 變壓器運(yùn)行變壓器運(yùn)行時的功率取時的功率取決于負(fù)載的決于負(fù)載的性質(zhì)性質(zhì)%100%20220 UUUU)(22IfU FeCu2212PPPPPP A 14440031010033N2NN2 USIA 629600031010033N1NN1.USI 0033CuFe22119724006001010010100.PPPP 00332169724002160010100211010021. 2 KNNIIKNNUU112212121 A AB BP P1u2u1i2iLR1N2N+ + +電流表電流表被測電流被測電流= =電流表讀數(shù)電流表讀數(shù) N N2 2/ /N N1 1（被測電流）被測電流）A A