情景六變壓器及應(yīng)用

1、情景六 變壓器及應(yīng)用情景六、變壓器及應(yīng)用 單元一、磁路和電路的相關(guān)知識 單元二、單相變壓器 單元三、常見變壓器及應(yīng)用單元一 磁路和電路的相關(guān)知識 一、磁路的基本知識 二、磁場的基本定律 三、交流鐵心線圈電路和電磁鐵一、 磁路的基本知識（一）磁路的基本概念 磁路是磁通集中經(jīng)過的路徑，可在通電線圈的鐵心中形成。 磁路也分為直流磁路和交流磁路4 4下圖所示是幾種常見電工設(shè)備的磁路5 5（二）磁路的基本物理量1磁感應(yīng)強(qiáng)度 磁感應(yīng)強(qiáng)度 是表示磁場內(nèi)某點(diǎn)的磁場強(qiáng)弱和方向的物理量。 磁感應(yīng)強(qiáng)度是一個(gè)矢量，它的方向與該點(diǎn)磁感線切線方向一致，與產(chǎn)生該磁場的電流之間的方向關(guān)系符合右螺旋法則。它的大小可通過導(dǎo)體在磁

2、場中 所 受 的 力 來 衡 量 ， 即 B = F / I 。 如果磁場內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，則這樣的磁場稱為均勻磁場，它構(gòu)成的磁路稱為均勻磁路。6 62磁通 磁通 是指磁場在某一范圍內(nèi)的分布情況。它用磁感應(yīng)強(qiáng)度 （如果不是均勻磁場，則取 的平均值）與垂直于磁場方向的面積 的乘積來表示，即7 73磁場強(qiáng)度 H磁感應(yīng)強(qiáng)度 與磁場內(nèi)的介質(zhì)有關(guān)，為了簡化磁場的分析，引入一個(gè)不考慮介質(zhì)影響的物理量也即輔助物理量，稱為磁場強(qiáng)度 H，它也是一個(gè)矢量，其方向與 的方向相同，即磁場的方向。在通電線圈中， H只與電流的大小有關(guān)，而與磁介質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。8 84磁導(dǎo)率 磁導(dǎo)率 又稱為導(dǎo)磁系數(shù)，用磁

3、感應(yīng)強(qiáng)度B 與磁場強(qiáng)度H 之比來表示，即9 9二 磁場的基本定律（一）安培環(huán)路定律安培環(huán)路定律是指在真空中的穩(wěn)恒電流磁場中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B 沿任意閉合路徑 L的線積分（也稱為 B的環(huán)流），等于穿過該環(huán)路的所有電流強(qiáng)度 I的代數(shù)和的 倍，即1010（二）電磁感應(yīng)定律電磁感應(yīng)定律是指當(dāng)穿過導(dǎo)體回路的磁通量發(fā)生變化時(shí)，回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢于回路磁通量的時(shí)間變化率成正比關(guān)系，即1111（三）磁路歐姆定律1212三 交流鐵心線圈電路和電磁鐵 （一）磁通與電壓、電流的關(guān)系由基爾霍夫電壓定律可得鐵心線圈中的電壓、電流與電動勢之間的關(guān)系為這就是交流鐵心線圈的電壓平衡方程式。1313-+=u iRe e由于線圈

4、電阻上的電壓降 和漏磁電動勢 都很小，與主磁電動勢e 比較，均可忽略不計(jì)，故上式可寫成設(shè)主磁通 ，則1414iReue m=sin t mmmm(sint)=- =-cos t =2sin( t90 ) =sin( t90 )dde=-NNdtdtNfNE （二）功率損耗交流鐵心線圈電路的功率與一般交流電路相同。它的功率有兩部分，一部分是線圈電阻上的功率損耗，稱為銅損，即 ；另一部分是交流磁通在鐵心中產(chǎn)生的功率損耗，稱為鐵損，即 。鐵損又包括磁滯損耗和渦流損耗兩部分。1磁滯損耗磁性材料交變磁化的磁滯現(xiàn)象所產(chǎn)生的鐵損耗稱為磁滯損耗2渦流損耗由渦流所產(chǎn)生的損耗稱為渦流損耗綜上所述，交流鐵心線圈電路

5、的功率損耗為1515hPeP2CaPRIFePCaFeCahe = + = + + P（三）電磁鐵 利用通電線圈在鐵心里產(chǎn)生磁場來吸引銜鐵（動鐵心）動作的機(jī)構(gòu)統(tǒng)稱為電磁鐵。1、電磁鐵的結(jié)構(gòu)電磁鐵的結(jié)構(gòu)形式多種多樣，但若按產(chǎn)生吸力的原理分，大體上可以分為三大類型，即拍合式、吸入式和旋轉(zhuǎn)式。1616 電磁鐵主要由線圈、鐵心及銜鐵三部分組成，鐵心和銜鐵一般用軟磁材料制成。鐵心一般是靜止的，線圈總是裝在鐵心上。開關(guān)電器的電磁鐵的銜鐵上還裝有彈簧，如圖所示.17172、直流電磁鐵 由于直流電磁鐵中電流恒定，鐵心中無交變磁通產(chǎn)生，能量損耗較小，其功率損耗只有銅損而沒有鐵損，故其鐵心常用整塊軟鋼制成。直流電

6、磁鐵的勵(lì)磁電流是恒定不變的，其大小只取決于線圈上所加的直流電壓U和線圈電阻 R的大小，即 I=U/R，所以磁動勢IN 也是恒定的。但是隨著銜鐵的吸合，空氣隙要變小，吸合后空氣隙將消失，磁路的磁阻要顯著減小，因而磁通 要增大。吸合后的電磁吸力要比吸合前大得多。其特性如圖所示。18183、交流電磁鐵交流電磁鐵的勵(lì)磁電流是交變的，它所產(chǎn)生的磁場也是交變的，因此電磁吸力的大小也隨時(shí)間而變化。設(shè)電磁鐵空氣隙處的磁通為 可得電磁吸力為191972m272mmm10sin8101-cos2 =8211 =cos222FtAtAFFtm=sin t 交流電磁鐵吸合前的勵(lì)磁電流要比吸合后工作時(shí)的勵(lì)磁電流大得多。

7、交流電磁鐵的特性如圖所示2020單元二 單相變壓器 一、變壓器的結(jié)構(gòu)和工作原理 二、變壓器的額定值和運(yùn)行特性 三、變壓器的損耗和效率LZ鐵心：鐵心：由硅鋼片疊成由硅鋼片疊成厚厚0.35mm至至0.5mmi1+u1i2+u2N2N1（一）變壓器的基本結(jié)構(gòu)2e1e1N2N1u dd11tNe dd011tiLe tNedd 22 i10i2=0+u20+u11eKNNEEUU 2121201mmNf.ENf.E2211444444 1e2e1e1N2Ni10i2=0+u20+u10.018WbWb10150214mm .SB 15020180504446000444m11 .f.UN 580180

8、50444230444m22 .f.UN 1N2N+u1i1i21e1e1u dd11tNe dd111tiLe tNedd 22 2tdidLe22 1N2N+u1u2i1i2KNNII11221 1012211INININ 02211 ININ)(10i2211ININ 空載磁勢空載磁勢有載磁勢有載磁勢1e1e1N2N+u1u2i1i2LZ1N2N+1U1I2I+2ULZ+1U1IL2LZKZ L22121222111L)()()(ZN/NIN/NUN/NIUZ LZ+LZ1N2N1U+1U1I2I+2U1I 信號源信號源SUR0RL+I W1760W888001202L2L0SL2.RR

9、RURIP 信號源信號源SUR0RL+I0LRR 108800LL21 RRNNK W54W800800120800220S2L.RRURIRPLL 信號源信號源SUR0RL+ILR +2U1N2N1I2I+SURL2N2N1N1NNIUIUS （理想）理想）122U20I2NU2I2O2 2 %PPPP%PP100100FeCu2212 單元三 常見變壓器及應(yīng)用 一、三相變壓器 二、特殊變壓器：首端：首端：尾端：尾端nnyD,、yY,Y，yn聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié):三相配電變壓器三相配電變壓器KNNUUUUll 212P1P2133KNNUUUUll31332121P2P1D，yn聯(lián)結(jié)聯(lián)結(jié):變電站升、降壓用變電站升、降壓用KNNIIK