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1、电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室当外磁场增大到一定程度时，磁性物质内全部当外磁场增大到一定程度时，磁性
2、物质内全部磁畴的磁场方向都转向与外磁场方向一致，磁化磁磁畴的磁场方向都转向与外磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度趋向某一定值，称为场的磁感应强度趋向某一定值，称为磁饱和磁饱和。（用图形来表示某种铁磁材料在磁化过程中磁感强度（用图形来表示某种铁磁材料在磁化过程中磁感强度B与与H磁场强度之磁场强度之间关系的一种曲线，又叫间关系的一种曲线，又叫B-H曲线）曲线）电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室剩磁感应强度剩磁感应强度Br (剩磁剩磁) ： 当线圈中电流减小到零当线圈中电流减小到零(H=0)时，铁心中的磁感应强度。时，铁心中的磁
3、感应强度。电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室+NIfNSS铁芯铁芯励磁励磁线圈线圈电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室SlNI mRF SlNISlNISHBS )()(注：电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室mRF 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学
4、武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室SlR mSlNIRF mSlR SlEREI 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室u(Ni)i d deNtd deNt（磁通势）（磁通势）tiLdd 常数iNL电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室eeRi u 式中：式中：R是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻 L 是漏磁电感是漏磁电感)(ddetiLRi )(
5、)(EEIRU )()j (EIXIR漏感抗：漏感抗： X = L )( EU电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室t, sinm tNedd tN cosm )90(sinm tE 2mEE )sin(ddmttN 22mNf mNf. 444 )90sin(2 tNfm U则：则：当：当： U 、f 一定时，一定时，m 基本不变。基本不变。NfUm44. 4电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大
6、学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室 磁滞损耗的大小正比与磁滞损耗的大小正比与磁滞回线面积磁滞回线面积和和磁场交变频率磁场交变频率 f。后果：后果：磁滞损耗转化为热能，引起磁滞损耗转化为热能，引起铁心发热铁心发热。1、选、选用磁滞回线狭小的磁性材料用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。制作铁心。变压器和电机中使用的变压器和电机中使用的硅钢硅钢等材料的磁滞等材料的磁滞损耗较低。损耗较低。 减少磁滞损耗的措施：减少磁滞损耗的措施：电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室 涡流涡流：交变磁通在交变磁通在铁心内铁心内产生感应电动产生
7、感应电动势和电流，称为势和电流，称为涡流涡流。涡流在垂直于磁。涡流在垂直于磁通的平面内环流。通的平面内环流。电工技术中减少涡流损耗措施：电工技术中减少涡流损耗措施：硅钢。硅钢。Fe2cosPRIUIP 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室 先将实际铁心线圈的先将实际铁心线圈的线圈电阻线圈电阻R、漏磁感抗、漏磁感抗X 分离出分离出，剩下就得到用剩下就得到用理想铁心线圈电路理想铁心线圈电路； 用一个用一个不含铁心的交流电路不含铁心的交流电路来等效替代实际来等效替代实际铁心线圈交流电路铁心线圈交流电路。2Fe0IQX 电阻电阻R
8、0是是铁损铁损相应的等效电阻，感抗相应的等效电阻，感抗X 0是和铁心是和铁心能量储放能量储放相应的等效感抗。相应的等效感抗。2Fe0IPR IUIUXRZ20200电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室 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降压降压降压降压电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室 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
9、备，在电力系统和电子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互感器电流互感器 ： 在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P =UI cos 及及负载功率因数负载功率因数cos 一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）U I P = I RlI S电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室变压器的磁路变压器的磁路1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导
10、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铁心铁心电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室(1) 空载运行情况空载运行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。
11、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。电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室(2) 带负载运行情况带负载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u+1e+1e+ 11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1 ( i1N1) i1i2 ( i2N2) 2有载时，铁心中有载时，铁心
12、中主磁通主磁通 是是由一由一次、二次绕组磁次、二次绕组磁通势共同产生的通势共同产生的合成磁通合成磁通。 2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室2. 变压器的三个变比关系变压器的三个变比关系1）电压变比）电压变比2）电流变比）电流变比3）阻抗变比）阻抗变比电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室KNNUU 212012020211UKUNNU结论：结论：改变匝数比改变匝数比K，就能改变输出电压。，就能改变输出电压。2
13、0电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室KNNII11221 结论：结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。一次、二次侧电流与匝数成反比。电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室22IUZ 11IUZ 11IUZ 2KZZ 结论：结论：折算到折算到变压器一次侧的变压器一次侧的等等效阻抗模效阻抗模，为二次侧所带负载，为二次侧所带负载阻阻抗模抗模的的K 2 倍。倍。 222IUK KIKU22 ZK2 (折算到变压器原边的阻抗折算到变压器原边的阻抗)则则电工技术电工技术
14、第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室2221KNNZZ222121KNNZZ或或电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室变压器应用变压器应用的三变比关系的三变比关系:KNNUU 21201KNNII11221 2212 NNKZZ电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室负载负载直接接在直接接在信号源上，信号信号源上，信号源输出电流源输出电流 交流信号源的电动势交流信号源的电动势E= 80V，内阻内阻 R 0=4
15、00 ，负载电阻负载电阻RL=4 。 （1）负载）负载直接接在直接接在信号源上，计算信号信号源上，计算信号源的输出功率；源的输出功率；（2）按图示方法接入负载时，欲使折算）按图示方法接入负载时，欲使折算到一次侧绕组的等效电阻到一次侧绕组的等效电阻求变压器电压比和信号源输出功率。求变压器电压比和信号源输出功率。400LRLIRRE0440080A2 . 0信号源输出功率信号源输出功率LRIP242 . 02W16. 0电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室LLRRNNK212221KNNRRLL此时信号源输出电流为：此时信号源输
16、出电流为：LIRRE040040080A1 . 0信号源输出功率为信号源输出功率为LRIP24001 . 02W4：104400则则电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室0LRR 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室ABC电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室ABCXYZabczyx高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y 、Z ：尾端：尾端A、B、C ：首端首端低压绕组：低压绕组：
17、a-x b-y c-za、b、c：首端：首端x、y、z：尾端：尾端/000YYYYYYYY、：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法:YY0/三相配电变压器三相配电变压器: Y/动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）: Y0/电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室KUUUUUU 2P1P2P1P2133电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室KUUUUUUPPPP333212121 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工
18、大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室 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 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室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： 变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质电工技术电工技术第第5章章
19、 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室5.3.4 特殊变压器特殊变压器1.1.自耦变压器自耦变压器u1u2电压关系：电压关系：KNNUU2121电流关系：电流关系：K1NNII1221使用时注意：使用时注意：一次、二次侧千万不能对调使用，一次、二次侧千万不能对调使用，以防变压器损坏。因当以防变压器损坏。因当N 小时，磁通大，电流小时，磁通大，电流迅速增加，线圈会严重发热。迅速增加，线圈会严重发热。 由于自耦变压器的一次、二次侧绕组是相由于自耦变压器的一次、二次侧绕组是相连的，虽然有磁的联系，也连的，虽然有磁的联系，也有电的联系有电的联系，接线，接线不当
20、或零线断路即不当或零线断路即带电带电，所以不安全。，所以不安全。 电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室实现用低量程的电流表测量大电流。实现用低量程的电流表测量大电流。1221NNII 使用注意事项：使用注意事项：1、二次侧不能开路二次侧不能开路，以防一次侧大，以防一次侧大电流在铁芯中产生大磁通，而在电流在铁芯中产生大磁通，而在二次边感应出高电压；二次边感应出高电压；2、铁心、低压绕组的一端接地铁心、低压绕组的一端接地，以，以防绝缘损坏时，二次侧出现过压。防绝缘损坏时，二次侧出现过压。被测电流被测电流 (I1)=电流表读数电流表读数( I2) N2/N1电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室本章结束本章结束电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室电工技术电工技术第第5章章 磁路与变压器磁路与变压器武汉理工大学武汉理工大学 电工电子教研室电工电子教研室