《电工电子技术基础1.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电工电子技术基础1.pptx（109页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、+(a) 电磁铁的磁路 (b) 变压器的磁路 (c) 直流电机的磁路电流产生磁场，在电磁铁、变压器和电机等电工设备中，为了用较小的电流产生较大的磁场，通常把线圈绕在磁性材料制成的铁心上。线圈通电后铁心就构成磁路，磁路又影响电路。用以产生磁场的电流称为励磁电流。第1页/共109页 磁感应强度B是表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量。 B的大小等于通过垂直于磁场方向单位面积的磁力线数目。单位是特斯拉(T)。它与电流之间的方向关系可用右螺旋定则确定。如果磁场内各点的磁感应强度的大小相等、方向相同，这样的磁场称为均匀磁场。 第2页/共109页 均匀磁场中磁通等于磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘
2、积，单位是韦伯(Wb)。BS故又可称磁感应强度B的数值为磁通密度。第3页/共109页 磁导率表示物质的导磁性能，单位是亨/米(H/m)。真空的磁导率H/m10470 非铁磁物质的磁导率与真空极为接近，铁磁物质的磁导率不是一个常数与励磁电流有关系。 ：物质磁导率与真空磁导率的比值。非铁磁物质r近似为1，铁磁物质的r远大于1。第4页/共109页磁场强度 H 是计算磁场时常用的物理量，也是矢量。BH 或 HB磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布有关，而与磁介质的磁导率无关，单位是安米（Am）。是为了简化计算而引入的辅助物理量。第5页/共109页lIl dH又称为全电流定律，是对磁路进行分析与计
3、算的基本定律。安培环路定律指出：在磁场中，沿任一个闭合路径，磁场强度的线积分等于该闭合路经所包围面的电流的代数和，即式中电流的正负是这样规定的：电流参考方向与绕行方向符合右手螺旋定则的电流取正号，反之取负号。工程上常根据安培环路定律来确定磁场与电流的关系. 第6页/共109页 在均匀磁场中，常常遇到闭合回路上各点的磁场强度相等并且其方向与闭合回路的切线方向一致的情况，这时安培环路定律可简化为： IHl其中，l为磁路的平均长度。由于电流和闭合回路绕行方向符合右手螺旋定则，线圈有N匝，电流就穿过回路N次，因此 FNIHl其中F=NI 称为磁动势，单位是安（A）。 第7页/共109页 2磁路欧姆定律
4、（Ohms law of magnetic circuit）HSBSSlNISlNImRF 第8页/共109页HSBSSlRm其中l/ s称为磁阻（ magnetic resistance），表示对磁通的阻碍作用，磁路对磁动势建立磁通所呈现的阻力。SlNISlNImRF其中： l 磁路的长度（m）； S磁路的截面积（m2）； 磁路材料的磁导率。第9页/共109页SlRm因铁磁物质的磁阻Rm不是常数，它会随励磁电流I的改变而改变，因而通常不能用磁路的欧姆定律直接计算，但可以用于定性分析很多磁路问题。第10页/共109页第11页/共109页当通过线圈的电流发生变化时，线圈中的磁通也随之变化，并在线
5、圈中出现感应电流，这表明线圈中感应了电动势。即dtdiLdtdNe3电磁感应定律 即穿过线圈的磁通增加时，e0，这时感应电动势的方向与参考方向相反； 0dtd第12页/共109页磁性材料的磁导率很高，磁导率可达102104，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大的磁通。1、第13页/共109页几种常用磁性材料的磁导率 材料名材料名称称铸铁铸铁硅钢片硅钢片镍锌铁镍锌铁氧体氧体锰锌铁锰锌铁氧体氧体坡莫合坡莫合金金相对磁相对磁导率导率20040070001000010100030050002*1042*105第14页/共109页B不会随H的增加而无限增加，H增大到一定值时，
6、B不能继续增加-将磁性材料放入磁场强度为H的磁场内，会受到强烈的磁化。铁磁性物质的磁感应强度B与外磁场的磁场强度H之间的关系曲线如图。H（I）B （ ）abcB铁磁材料 B-H，-H 曲线os 不是常数。不是常数。 磁通尽量地约束在有限的范围内，提高电磁设备的利用率，一般使用B-H 曲线的ab 段。第15页/共109页铁心线圈中通过交变电流时，H的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化，在反复磁化的过程中，B的变化总是滞后于H的变化。HcHBOBrHc磁滞回线第16页/共109页当线圈中电流减至零值时（H=0），铁芯在磁化时所获得的磁性还未完全消失。这时铁芯中所保留的磁感应强度称为剩磁B
7、r。去磁的方法：加反向励磁电流，使B=0，所对应的H称为矫顽磁力。HcHBOBrHc磁滞回线在电路中，当 E=0时，I=0；但在磁路中，由于有剩磁，当 F=0 时， 不为零；第17页/共109页 4、磁性材料的种类和用途 软磁材料：矫顽力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。常用来制造变压器、电机和接触器等的铁芯。 硬磁材料：剩磁和矫顽力均较大，磁滞性明显，磁滞回线较宽。常用来制造永久磁铁。 矩磁材料：只要受较小的外磁场作用就能磁化到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回线几乎成矩形。剩磁大，矫顽力小，常在电子技术和计算机技术中用作记忆元件、开关元件和逻辑元件。第18页/共109页 H B O
8、 H B O H B O 软磁材料硬磁材料矩磁材料变压器、电机和接触器等的铁芯 永久磁铁 记忆元件、开关元件和逻辑元件第19页/共109页0.1cbac 硅钢片b 铸钢a 铸铁00.20.30.40.50.60.70.80.9 1.010312345678910103H / Am1B / T0.20.40.60.81.01.21.41.61.8H / Am1几种常用铁磁材料的基本磁化曲线 第20页/共109页铁心线圈是研究电磁铁、变压器和电机等电气设备的基础，分为直流铁心线圈和交流铁心线圈。直流铁心线圈通直流来励磁，产生的磁通是恒定的，在线圈和铁心中不会感应出电动势来。RUI NI RIP2第
9、21页/共109页 + u i e e这两个磁通在线圈中产生感应电动势e和e。e为主磁电动势， e为漏磁电动势(leak emf)。磁动势 F = iN 产生的磁通绝大多数通过铁心而闭合，这部分磁通称为主磁通(main flux)。此外还有一少部分通过空气等非磁性材料而闭合，这部分磁通称为漏磁通 (leak flux) 。第22页/共109页图中各个物理量参考方向的选择要符合这样的规定：l 电压u的参考方向与电流i的参考方向一致；l 磁通的参考方向与电流i的参考方向符合右手螺旋定则；l 磁通的参考方向与感应电动势e的参考方向也符合右手螺旋定则；l 感应电动势e的参考方向与电流i的参考方向一致。
10、 第23页/共109页 设电压u、电流i、磁通 、电动势e的参考方向如图所示。则由KVL得： + u i e eiReeuEERIU励磁：励磁：u i N i eedd t=Nd d t=Nd id t=L第24页/共109页 则 （1）主磁通产生的感应电动势：tmsin 设 dtdNe222mmfNEE 则电动势的有效值tNmcos)90t(sin20fNmmfN.444主磁通磁路是铁磁物质，其磁通按正弦规律变化 + u i e e)90t(sin0Em第25页/共109页（2）漏磁通产生的感应电动势：由于漏磁通经过的路径主要是非铁磁材料，则漏磁通产生的感应电动势为：dtdiLe + u i
11、 e eIjXUEL 则 在交流电路中的漏磁感抗为： fLLX2第26页/共109页因此， + u i e eEIjXRIUEZIjXRZ其中， 称为漏磁阻抗。 EERIU第27页/共109页通常线圈的电阻R很小，漏磁通也远远小于主磁通，因此可忽略它们的影响。则mfNEU44. 4EEZIU + u i e e其有效值第28页/共109页mNfU44.4uLeeimRIN m一定时磁动势IN随磁阻 的变化而变化。mR当外加电压U、频率 f 与线圈匝数N一定时， 便确定下来。根据磁路欧姆定律 ，当 m 交流磁路的特点: :交流磁路和电路中的恒流源类似直流磁路中：mRF 固定mRF随 变化直流电路
12、中：RIUS IS固定U 随 R 变化第29页/共109页交流磁路中磁阻 对电流的影响mR电磁铁吸合过程的分析： 在吸合过程中若外加电压不变, 则 基本不变。iumRmRIN 电磁铁吸合前(气隙大） 大 起动电流大 电磁铁吸合后(气隙小） 小 电流小mR 如果气隙中有异物卡住，电磁铁长时间吸不上，线圈中的电流一直很大，将会导致过热，把线圈烧坏。 注意：第30页/共109页功率损耗 1、铜损(copper loss)RIPCu2 ehFePPP 2、铁损(core loss)第31页/共109页（1）磁滞损耗 (hysteresis loss)由磁滞所产生的铁损称为磁滞损耗。磁滞损耗要引起铁心发
13、热。为了减小磁滞损耗，应选用磁滞回线狭小的磁性材料制造铁心。硅钢就是变压器和电机中常用的铁心材料，其磁滞损耗较小。 设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。第32页/共109页 （2）涡流损耗(eddy current loss)由涡流所产生的铁损称为涡流损耗Pe当线圈中通有交流电时，它所产生的磁通也是交变的。因此，不仅要在线圈中产生感应电动势，而且在铁心内也要产生感应电动势和感应电流。这种感应电流称为涡流，它在垂直于磁通方向的平面内环流着。第33页/共109页第34页/共109页在交流磁通的作用下，铁心内的这两种损耗合称铁损PFe 。铁损差不多与铁心内磁感应强度的最大值Bm 的平方成正比，故B
14、m 不宜选得过大。第35页/共109页eu 第36页/共109页+UIRRo jXo jX+U第37页/共109页 例：有一个铁心线圈，分析铁心中的磁感应强度B、线圈中的电流I和铜损I2R，在下列几种情况下将如何变化？ （1）交流励磁铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变 （2）交流励磁频率和电源电压的大小减半 假设在上述情况下工作点在磁化曲线的直线段。在交流励磁的情况下，设电源电压与感应电动势在数值上近于相等，且忽略磁滞和涡流。铁心是闭合的，截面均匀。第38页/共109页 （1）交流励磁铁心截面积加倍，线圈的电阻和匝数以及电源电压保持不变Bm减半，Hm也减半，由NIm=Hml得
15、，电流I减半，铜损减小1/4。由U=4.44fNm= 4.44fNBmS得，Bm不变，Hm也不变，电流不变，铜损不变。（2）交流励磁频率和电源电压的大小减半由U=4.44fNm= 4.44fNBmS得，第39页/共109页变压器是一种利用电磁感应作用来改变交流电能的电压和电流等级的电气设备。第40页/共109页 发电厂1.05万伏输电线22万伏升压变电站1万伏降压降压实验室380 / 220伏降压仪器36伏降压第41页/共109页变压器的结构心式变压器壳式变压器铁心铁心绕组绕组第42页/共109页 i1 (a) 变压器结构示意图 (b) 变压器的符号 + u1 + u1 + u2 + u2 l
16、铁心（磁路部分）：由0.350.5mm表面涂有绝缘漆的硅钢片叠装而成。l绕组（电路部分）: 原绕组（与输入电压相连）、 副绕组（与负载相连）第43页/共109页上一节下一节上一页下一页返 回第44页/共109页电源用变压器电源用变压器上一页下一页返 回第45页/共109页电源隔离变压器电源隔离变压器上一页下一页返 回第46页/共109页自耦调压器自耦调压器上一页下一页返 回第47页/共109页单相变压器上一页下一页返 回第48页/共109页全密封配电变压器全密封配电变压器（10 kV）上一页下一页返 回第49页/共109页S9 9 型配电变压器型配电变压器（10 kV）上一页下一页返 回第50
17、页/共109页S9 型配电变压器（型配电变压器（10 kV）上一页下一页返 回第51页/共109页大型电力油浸变压器 (110 kV)上一页下一页返 回第52页/共109页大型电力油浸变压器大型电力油浸变压器上一页下一页返 回第53页/共109页树脂浇注干式变压器上一页下一页返 回第54页/共109页干式变压器上一页下一页返 回第55页/共109页整流变压器整流变压器上一页返 回第56页/共109页第57页/共109页第58页/共109页箱式变压器-简称：箱变第59页/共109页+u2i1e1(a) 变压器结构示意图 (b) 变压器的符号+u1i2e2Z+u1+u21e2e12 原绕组匝数为N
18、1，电压u1，电流i1，主磁电动势e1 ，漏磁电动势e1；副绕组匝数为N2 ，电压u2 ，电流i2 ，主磁电动势e2 ，漏磁电动势e2 。第60页/共109页变压器的基本原理 + u2 i1 e1 1 + u1 e2 当一个正弦交流电压u1加在原绕组时，导线中就有交变电流i1并产生交变磁通1，它沿着铁心穿过原绕组和副绕组形成闭合的磁路。在副绕组中感应出互感电势e2，同时1也会在原绕组上感应出一个自感电势e1， e1的方向与所加电压u1方向相反而幅度相近，从而限制了i1的大小，i1称为“空载电流” 或“励磁电流”。第61页/共109页 如果接上负载，副绕组就产生电流i2，并因此而产生磁通2，2的
19、方向与1相反，起了互相抵消的作用，使铁心中总的磁通量有所减少，从而使e1减少，其结果使i1增大，可见i1与负载有密切关系。 + u2 i1 e1 + u1 i2 e2 Z 2 1 第62页/共109页1、电压变换111111EIjXIRU + u2 - i1 e1 + u1 - i2 e2 ZL + u1 - + u2 - 1e 2e 12原绕组的电压方程：eeRiu1111其相量形式为： 111IZE1E第63页/共109页副绕组电压方程： + u2 i1 e1 (a) 变压器结构示意图 (b) 变压器的符号 + u1 i2 e2 ZL 1e 2e 1 2 2222eRieu其相量形式为：
20、222222IjXIREU222IZE其中，Z2是副绕组的阻抗。第64页/共109页 空载运行： 即副绕组开路时，此时副绕组中的电流I2=0。21201EEUU11EU2222IZEU212144. 444. 4NNfNfNmmk变压器原绕组电流称为空载电流（励磁电流）I0，它的数值一般不超过额定电流的10%。第65页/共109页 负载运行： 由于副绕组的电阻和漏磁感抗也很小，则 2121EEUU212144. 444. 4NNfNfNmmk11EU2222IZEU第66页/共109页由U1E1=4.44N1fm可知，U1和f不变时，m 基本不变，F也基本不变 。因此，有负载时产生主磁通的原、
21、副绕组的合成磁动势（i1N1+i2N2）和空载时产生主磁通的原绕组的磁动势i0N1基本相等，即：2、电流变换2211NINI102211NiNiNi102211NININIkNNII11221空载电流i0很小可忽略不计。 + u2 - i1 e1 + u1 - i2 e2 ZL 1e 2e 12第67页/共109页 例：如果在电压相等的情况下，把一个交流铁心线圈接到直流上使用，将会发生什么后果？答：烧坏线圈第68页/共109页 例：为什么说交流铁心线圈是恒磁通的？当线圈通电后若衔铁不吸合会产生什么后果？答： 交流铁心线圈通入交流恒压源时，线圈将感应电动势与电源电压平衡；感应电势与磁通成正比，略
22、小于电源电压。因为电源电压不变，磁通也近似不变。（如若因某种原因使减小，E也将随之减小，从而使电流增大，以增大磁势，让增加。反之亦然）。 第69页/共109页 励磁线圈通电初期，因为衔铁尚未闭合，磁路的磁阻较大，较小，线圈感应的电势也较小；此时U不变，电流较大；电流的增大，使磁势增加，以产生足够的磁通和电磁吸力。等到衔铁吸合后，磁路的工作气隙较小，磁阻也较小，相同磁势产生的和感应电势较大，使得励磁电流减小。若通电后衔铁不能吸合，电流将不能减小。这不但使设备不能工作，而且时间一长将会使线圈因过热而烧毁 当线圈通电后若衔铁不吸合会产生什么后果？第70页/共109页 例： 变压器的负载增加时，铁心中
23、主磁通怎样变化？其原绕组中电流怎样变化？输出电压是否一定要降低？ 答：（1）副绕组负载增加后，铁心中的主磁通将维持基本不变。（2）负载增加后，副绕组产生新的磁通削弱原绕组电流产生的磁通。为使磁通保持原来大小，使其E1有所减小，当U1不变时，E1的减小会导致副绕组中的电流增加，原绕组中的电流将随之增大（3）输出电压在电阻性负载和感性负载时都要降低，但在容性负载情况下不一定要降低。第71页/共109页第72页/共109页3、阻抗变换设接在变压器副绕组的负载阻抗Z的模为|Z|，则：22|IUZ |22222211ZkIUkkIkUIUZu1u2i2i1Ru1i1(a)(b)Ru1u2i2i1Ru1i
24、1(a)(b)RZ等效到原绕组的阻抗模|Z|为：|Z|Z第73页/共109页 例：一只电阻为 8 的扬声器 (喇叭)，需要 把电阻提高到 800 才可以接入半导体收音机的输出端， 1i1u2u2iLR1N2NRsi1uRsRL信号源第74页/共109页 （1）应该利用电压比为多大的变压器才能实现这一阻抗匹配？ （2）若交流信号源的电动势E100V，经变压器进行阻抗匹配，求负载获得的功率是多少？ （3）将负载直接接至信号源，负载获得多大功率？1i1u2u2iLR1N2NRsi1uRsRL信号源第75页/共109页解：（1）阻抗匹配时变比为 W125. 380080080010022o2maxLL
25、LRRRURIP108800RLo21RNNk（2）负载获得的功率为（3）负载直接接信号源时，负载获得功率为 W123. 08880010022o2LLLRRRURIP第76页/共109页当电源电压不变时，随着副绕组电流I2的变化，原、副绕组阻抗上的电压降就会变化，使U2也发生变化。当电源电压U1和负载功率因数不变时，U2与I2的变化关系称为外特性。+u2i1e1+u1i2e2Z+u1+u21e2e12第77页/共109页 U2 U20 I2 I2N 02 02 由图可知，对电阻性负载和电感性负载，电压U2随电流I2的增加而下降。下降程度与负载的功率因数有关。通常希望电压U2的变化越小越好，为
26、反映电压U2的变化程度引入电压变化率U%10020220UUUU一般变压器的电压变化率约5%左右第78页/共109页 例例 某单相变压器的额定电压为某单相变压器的额定电压为 10 000/230 V 接在接在 10 000 V 的交流电源上向一电感性负载供电，电压的交流电源上向一电感性负载供电，电压 调整率为调整率为 0.03，求变压器的电压比、空载和满载时的二，求变压器的电压比、空载和满载时的二 次电压。次电压。 解解 变压器的电压比为变压器的电压比为 空载时的二次电压为空载时的二次电压为 U20 = U2N = 230 V 满载时的二次电压为满载时的二次电压为 U2 = U2N (1 U%
27、 ) = 230(1 0.03) = 223 V NNUUk21230100005 .43第79页/共109页FeCuPPP（1）损耗222121CuRIRIP空载时最小，约为0；满载时最大，可变损耗。ehFePPP 与铁心材料、U1、f有关，不变损耗。第80页/共109页PPPPP2212在接近满载时效率最高。小型变压器的效率为80%90%，大型变压器的效率可达98%左右。 （2）效率：第81页/共109页1、同极性端的标记当电流流入 (或流出）两个线圈时，若产生的磁通方向相同，则两个流入端(或流出）称为同极性端（同名端）,用*或标注。U1U2u1u2U1U2u1u2第82页/共109页 1
28、 2 3 4 1 2 3 4 (a) 正接 (b) 反接 1、3同极性端1、4同极性端可见，绕组同极性端和绕组在铁心柱上的 绕向有关第83页/共109页110V110V220V (a) 绕组的串联绕组的串联 110V (b) 绕组的并联绕组的并联 绕组的正确接法绕组的正确接法 110V110V若连接错误，两绕组中的磁动势方向相反，互相抵消，铁心磁通为0，两绕组均不产生感应电动势，烧坏绕组。第84页/共109页1、2绕组通过开关S接一个直流电源，当开关S闭合瞬间，若毫安表的指针正向偏转，则1、3是同极性端；反向偏转则2、4是同极性端。2、同极性端的测定（1）直流法 + - mA+ - 2 4 1
29、 3 E S 第85页/共109页若 U13=|U12U34|时1和3是同极性端；若 U13=U12U34时1和4是同极性端。（2）交流法 + - 1 3 2 4 e S V 134312UUU将两个绕组的任意两端（如2和4）连在一起，在其中一个绕组的两端加一个较低的交流电压，用交流电压表分别测量U13、U12、U34。第86页/共109页7.4 三相 变 压 器 三相变压器是输送电能的主要工具，在电力系统中实现高压输电和低压配电。目前我国的高压电网额定电压有500kV、220kV、110kV、35kV、10kV，从安全及制造成本考虑，发电机的电压不能造的太高，现在我国发电机的额定电压是6.3
30、kV、10.5kV、13.8kV、15.75kV、18kV、20kV，因此输电之前必须用变压器把电压升高到所需的数值。电力工业中，输配电都采用三相制。变换三相交流电压，则用三相变压器。 第87页/共109页三相变压器的结构三相变压器主要有油浸式（10kV以上）和干式结构包括主体部分、冷却部分、引出装置和保护装置。第88页/共109页包括铁心和绕组，铁心一般采用三柱式，三相绕组套在心柱上。铁心用冷轧的硅钢片叠成。绕组有一次绕组和二次绕组，高压绕组U1U2、V1V2、W1W2三个低压绕组u1u2、v1v2、w1w2绕组可以接成星形和三角形。 1、主体部分：第89页/共109页工作时将三个高压绕组U
31、1U2、V1V2、W1W2和三个低压绕组u1u2、v1v2、w1w2分别连接成星形或三角形，然后将一次绕组接三相电源，二次绕组接三相负载。( b )第90页/共109页 2、冷却部分 包括油箱、散热油管、储油柜和油位表。变压器油起绝缘和冷却的作用。多数中小型变压器用采油浸自冷式。 3、引出装置 包括高低压套管。 4、保护装置 大中型电力变压器设有防爆管和气体继电器。 变压器有故障时，油箱内油压增加，压力超过允许值时，油将经防爆管冲破薄膜向外喷出，防止油箱压力过大而破坏。第91页/共109页1、 产品型号 变压器额定容量(KVA)S:三相D:单相 变压器的额定值第92页/共109页 2、额定值额
32、定电压额定电流额定容量额定频率一次额定电压U1N正常时一次绕组所加电压的有效值。二次额定电压U2N一次电压为U1N时，变压器空载时对应二次侧的空载电压有效值，即U20= U2N一次额定电流I1N一次绕组加额定电压，正常工作时一次绕组允许长期通过的最大电流有效值。二次额定电流I2N一次绕组加额定电压，正常工作时二次绕组允许长期通过的最大电流有效值。指二次侧的输出额定视在功率 即：额定频率50HZ第93页/共109页 3、连接组标号 连接组标号表明高低压绕组的连接方式 星形连接时高压端用大写字母Y表示，低压端用小写字母y表示。 三角形连接时高压端用大写字母D表示，低压端用小写字母d表示。 有中线时
33、加n。 如Y,yn0 表示高压侧为无中线引出的星形连接，低压侧为有中线引出的星形连接。0表示高低压对应绕组的相位差为零。第94页/共109页特点：副绕组是原绕组的一部分，原、副压绕组不但有磁的联系，也有电的联系。手柄手柄 绕组绕组 接触臂接触臂 第95页/共109页Z+u1+u2N1N2kNNUU2121kNNII11221第96页/共109页是一种用小电流测量大电流的特殊变压器。原绕组线径较粗，匝数很少，与被测电路负载串联；副绕组线径较细，匝数很多，与电流表及功率表、电度表、继电器的电流线圈串联。kNNII11221u+A1、电流互感器：被测电流=电流表读数 N2/N1通常副绕组额定电流设计
34、成标准值5A 。第97页/共109页 使用电流互感器时应注意以下几点： 正常运行时副绕组不允许开路 正常运行时，原副绕组磁动势基本互相抵消，工作磁通很小。开路时，铁心中的磁通急剧增加，一方面引起铁芯损耗增加，严重发热，绝缘烧坏 ；另一方面副绕组匝数多，副绕组中将产生很高的感应电动势，危及人身及设备安全。u+A第98页/共109页 铁心、副绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副绕组出现高电压。u+A第99页/共109页是一种用低电压测量高电压的特殊变压器。电压互感器的原绕组匝数很多，并联于待测电路两端；副绕组匝数较少，与电压表及电度表、功率表、继电器的电压线圈并联。kNNUU2121Vu+2、电
35、压互感器被测电压=电压表读数 N1/N2通常副绕组的额定电压规定为100V。 第100页/共109页 使用电压互感器时应注意以下几点： 副绕组不允许短路，以防产生过大的电流而烧坏互感器。 铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，高压侧波及到低压侧，对低压侧产生危险。Vu+第101页/共109页7.5. 3 三绕组变压器122121kNNUU133131kNNUU233232kNNUU010332211NINININI第102页/共109页 例：如图所示变压器有两个相同的原绕组，每个绕组的额定电压为110V，副绕组的电压为6.3V。 （1）试问当电源电压在220V和110V两种情况下，原绕组
36、的四个接线端应如何正确连接？ 在这两种情况下，副绕组两端电压及其中电流有无改变？每个原绕组中的电流有无改变？第103页/共109页 （1）当电源电压为220V时，应将2、3相连，1、4接电源，即两绕组串联。当电源电压为110V时，应将1、3相连，2、4相连，然后接电源，即两绕组并联。第104页/共109页 设原绕组匝数N1、副绕组N2；并联时原绕组电流分别为I1，则串联：212220NNUR串1212NNIIR串并联：21110NNUR并1212NNIIR并在这两种情况下，副绕组两端电压和其中电流没改变，每个原绕组中的电压和电流也无改变，但电源供给的电流大小不同，并联时原绕组中的电流是串联时的
37、2倍。第105页/共109页 （2）在图中，如果把接线端2和4相连，而把1、3接到220V电源上，分析会发生什么情况？两绕组中电流产生的磁通方向相反，互相抵消，感应电动势也互相抵消，电源电压加在两个绕组的电阻（电阻很小）上，是电流远远超过额定值，烧坏绕组。因此联接时应特别注意极性。第106页/共109页学习要求 1、了解磁路的基本概念、基本物理量和基本定律 2、了解磁损耗概念以及磁性材料的磁性能 3、理解交流铁心线圈电路的基本电磁关系以及电压电流关系 4、了解变压器的基本结构、外特性、绕组的同极性端 5、掌握变压器的工作原理以及变压器额定值的意义 6、了解三相变压器的结构、三相电压的变换方法以及特殊变压器的特点。第107页/共109页 本章重点： 1、交流铁心线圈电路的分析方法 2、变压器的工作原理 本章难点： 1、交流铁心线圈电路的分析 2、变压器的分析方法 本章考点： 1、交流铁心线圈电路中各个物理量的分析 2、交流铁心线圈电路电压、电流的计算 3、变压器电路中电压、电流关系的计算 4、变压器效率、阻抗变换的计算第108页/共109页感谢您的观看！第109页/共109页