電路課件：19 空心及理想變壓器

1、南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 L1k ,3RRC2U124512, 12,UUIj L1j CCI2URI1U.南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2rad/s53.1.南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 1212MMkL LLL南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 N1N2.u11.u21.i1南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 綜上所述，耦合電感串聯(lián)時(shí)的等效電感為綜上所述，耦合電感串聯(lián)時(shí)的等效電感為 122LLLM 其中，其中，M同樣為代數(shù)量：同樣為代數(shù)量： 電流從同名端流入時(shí)，電流從同名端流入時(shí)，M0 電流從異名端流入時(shí)，電流從異名端流入時(shí)，M1

2、U2U1 降壓變壓器降壓變壓器； nU1 升壓變壓器升壓變壓器； n=1 U1=U2 隔離變壓器隔離變壓器。 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2 2、變流、變流 121iin 121IIn 121IIn n1 I2I1 電流增大；電流增大； n1 I2I1 電流減小。電流減小。 n=1, I2=I1 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 3 3、變阻抗、變阻抗 .1U2U1I2ILZ.1U2U1I2In2ZL南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 3 3、變阻抗、變阻抗 .1U2U1I2IZL.1U2U1I2I21LZn21n南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 21n南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電

3、 路路 含理想變壓器電路分析含理想變壓器電路分析 n22R2n1:1RiR1n1:1RiR1R2n2:1n12(R1+n22R2)南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 Z1Z2.1U2U1I2IZ2.Z1.1U2U1I2I.n2Z1n2Z2南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 *2U*1U8726V1U726Vn287238n max1W8P南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 四、理想變壓器特點(diǎn)四、理想變壓器特點(diǎn) 既不耗能，也不貯能的二端口元件。既不耗能，也不貯能的二端口元件。 1 12 2222 21()0pu iu inuiu in理想變壓器起著傳遞能量的橋梁作用。理想變壓器起著傳遞能量的橋梁

4、作用。 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 耦合電感和理想變壓器是兩種電路元件，它們都是從耦合電感和理想變壓器是兩種電路元件，它們都是從具有互感耦合的線圈抽象出的理想電路元件。具有互感耦合的線圈抽象出的理想電路元件。五、耦合電感和理想變壓器的比較五、耦合電感和理想變壓器的比較南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 tiLtiMutiMtiLudddddddd22122111 1221niinuu伏安關(guān)系伏安關(guān)系南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 六、空心變壓器和理想變壓器的比較六、空心變壓器和理想變壓器的比較1、骨架：、骨架：a非導(dǎo)磁材料；非導(dǎo)磁材料； b導(dǎo)磁率很高的材料。導(dǎo)磁率很高的材料。2、參

5、數(shù)：、參數(shù)：aR1、R2、L1、L2、M； bn；3、VAR：a求導(dǎo)和積分的關(guān)系，故為線性記憶元件，求導(dǎo)和積分的關(guān)系，故為線性記憶元件， 同時(shí)也為耗能、儲(chǔ)能型元件；同時(shí)也為耗能、儲(chǔ)能型元件； b代數(shù)關(guān)系，故為線性非記憶元件，既不耗能、代數(shù)關(guān)系，故為線性非記憶元件，既不耗能、 也不儲(chǔ)能。也不儲(chǔ)能。 注意：兩者電路模型的區(qū)別！注意：兩者電路模型的區(qū)別！(a) (b)南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 II3.12j11.84-j62 : 12.220 60 V2電阻變換后：電阻變換后： I3.12j11.84-j68220 60 V南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 從端口看入的等效阻抗從端口看入

6、的等效阻抗： I3.12j11.84-j68220 60 V8 ( j6)3.12j11.846j88j6Z 220 6022 6.9 A6j8I： 220 22 sin(606.9 )3870.5VarQ 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 Zl2I1I1U8 0 V2U-j42:11南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 ocU2I1I1U8 0 V2U-j42:11ocU121212,2UUII oc122UUUU22UI 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11ocU11j48 0IU 2oc22 2 45 VUUI 22j228 0II 28 08 0

7、2 2135 A2j22 2 135I 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11scIRIscI121212,2UUII 120UU20U 10U 201RUI2sc1sc1,2IIII 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11scIRI1sc1j4()8 0IIU scscj28 0 ,j4AII 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 oceqsc2 2 450.5 245j4UZI2ocmaxeq84W44 0.5UPR*eq0.5j0.5lZZ南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 所有

8、電源都工作在同一頻率正弦的電路或系統(tǒng)為所有電源都工作在同一頻率正弦的電路或系統(tǒng)為多相多相系統(tǒng)，系統(tǒng)， 三相三相系統(tǒng)的電源只有三個(gè)特定的電源相位系統(tǒng)的電源只有三個(gè)特定的電源相位 三相系統(tǒng)是目前最普遍且最經(jīng)濟(jì)的多相系統(tǒng)三相系統(tǒng)是目前最普遍且最經(jīng)濟(jì)的多相系統(tǒng) 幾乎所有發(fā)電和輸電都采用三相制，工作頻率幾乎所有發(fā)電和輸電都采用三相制，工作頻率50或或60Hz, 需要單相或兩相可以直接從三相電源獲得，無需單獨(dú)產(chǎn)生需要單相或兩相可以直接從三相電源獲得，無需單獨(dú)產(chǎn)生 三相電源的每一相瞬時(shí)功率恒定（無波動(dòng)），因此，功率三相電源的每一相瞬時(shí)功率恒定（無波動(dòng)），因此，功率 傳輸平穩(wěn)，且避免了三相設(shè)備的振動(dòng)傳輸平穩(wěn)，

9、且避免了三相設(shè)備的振動(dòng) 同樣能量的功率傳輸，三相比單相更經(jīng)濟(jì)（節(jié)省輸電線材）同樣能量的功率傳輸，三相比單相更經(jīng)濟(jì)（節(jié)省輸電線材）南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 在兩磁極中間，放一個(gè)線圈在兩磁極中間，放一個(gè)線圈 根據(jù)右手定則可知，根據(jù)右手定則可知， 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)， 其方向由其方向由AX讓線圈以讓線圈以 的速度的速度順時(shí)順時(shí)針針旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，合理設(shè)計(jì)磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布， 線圈兩端便可得到線圈兩端便可得到單相單相交流電動(dòng)勢(shì)交流電動(dòng)勢(shì)2cosAXeEt NS AXe南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 若保持線圈位置不動(dòng)，

10、讓磁極等速旋轉(zhuǎn)，若保持線圈位置不動(dòng)，讓磁極等速旋轉(zhuǎn)， 線圈中同樣可得到單相交流電動(dòng)勢(shì)線圈中同樣可得到單相交流電動(dòng)勢(shì) NS AXe南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 定子定子機(jī)座機(jī)座AYCBZX三個(gè)定子繞組三個(gè)定子繞組AX、BY和和CZ對(duì)稱地安放在對(duì)稱地安放在定子鐵心的內(nèi)定子鐵心的內(nèi)圓周的槽中圓周的槽中 A、B、C為首端；為首端； X、Y、Z為末端。為末端。 三繞組在空間上三繞組在空間上 彼此間隔彼此間隔120 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的電磁鐵。它的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的電磁鐵。它的鐵心上繞有勵(lì)磁繞組。選擇鐵心上繞有勵(lì)磁繞組。選擇合適的鐵心端面形狀和勵(lì)磁合適的鐵心端面形狀和勵(lì)磁繞組分

11、布規(guī)律，使勵(lì)磁繞組繞組分布規(guī)律，使勵(lì)磁繞組中通以直流時(shí)，產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子中通以直流時(shí)，產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子和定子間氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)和定子間氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，沿圓周按度，沿圓周按正弦規(guī)律正弦規(guī)律分布。分布。當(dāng)轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時(shí)，AX、BY、CZ 三繞組的兩端將分三繞組的兩端將分別感應(yīng)別感應(yīng)振幅相等、頻率相同振幅相等、頻率相同的三個(gè)正弦電壓的三個(gè)正弦電壓uA(t)、uB(t)、uC(t)。如果指定它們的參考。如果指定它們的參考方向都由首端指向末端，則方向都由首端指向末端，則它們的它們的初相互相差初相互相差120 。定子定子機(jī)座機(jī)座AYCBZX轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子I NS南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 Am

12、cosuUtBmcos(120 )uUtCmmcos(240 )cos(120 )uUtUt三個(gè)正弦電源幅度、頻率相同，三個(gè)正弦電源幅度、頻率相同，但相位各相差但相位各相差 120u BuAuCut0+_NS定子定子AXBCYZ轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子ABCXYZ三相發(fā)電機(jī)三相發(fā)電機(jī)南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 AU.BU.CU.南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 AUA0UUAmcosuUtB120UUBmcos(120 )uUtC240120UUUCmcos(120 )uUtBU120CU120120AUBUCU南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 ABC0UUUu BuAuCut0南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 .AUBUCU.ZZZAIBICINICAUBCUABU南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 ABABAA(1 1120 )3 30UUUUU BCBCB3 30UUUUCACAC3 30UUUUAUBUCUBUABU南京理工大學(xué)南京理工大學(xué)電電 路路 Pl3UU30AUBUCUABUCAUBCU1pII南京理工大