电工电子技术3.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.1,磁路及其分析方法,一、磁路的基本概念,磁路：磁通所经过的闭合路径。,i,线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。,：主磁通,：漏磁通,铁心,（良好导磁性能,的材料）,线圈,二、磁场基本物理量（磁路问题就是局限于一定路径内的磁场问题）,1.,磁感应强度,(,磁通密度,)B,：,表示磁场内某点的磁场强弱和方向的物理量，它是一个矢量。,F=,B,l,I,1T=10,4,高斯,(Gs),B,的单位：特斯拉（,Tesla,）,第,三,章 磁路和变压器,2.,磁通,:,磁感应强度与垂直于磁力线方向的面积的乘积。,量纲,-,韦伯,(,Wb,),1Wb=10,8,麦克斯韦（,Mx,）,磁感应强度数值上等于与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）,3.,磁场强度,H:,磁场强度是计算磁场所用的物理量，通过它来确定磁场与电流之间的关系。单位：,：安,/,米,全电流定律：,磁场强度,H,沿任意闭合回线,l,的线积分，等于通过这个闭合路径内电流的代数和。,（,亨,/,米）,真空中的磁导率,(),为常数,一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，称为这种材料的相对磁导率,，则称为磁性材料,，则称为非磁性材料,4.,磁导率,：,表征各种材料导磁能力的物理量,三、,磁性材料的磁性能,磁导率高这就使得它具有被强烈磁化（呈现磁性）的特性。,1,、高导磁性,达数百、数千、数万,磁性材料主要是铁、镍、钴及其合金，他们具有高导磁性、磁饱和性和磁滞性。,具有铁心的线圈中通入不太大的励磁电流，便可以产生较大的磁通和磁感应强度。,2,、磁饱和性,开始时，,B,与,H,近于成正比的增加，而后，随着,H,的增加，,B,的增加缓慢下来，最后趋于饱和。,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，其磁化曲线（,B-H,曲线）如图。,3,、磁滞性,当,H,已减到零值时，,B,并未回到零值。这种磁感应强度落后于磁场强度变化的性质称为磁滞性。,Br,剩余磁感应强度,要使剩磁消失,必须通以反方向的电流,使之反向磁化。,时,B=0,Hc,:,矫顽磁力,在铁芯线圈中通有交变电流时，电流变化一次时磁化曲线如图。,四、,磁路的分析方法,电流方向和磁场强度的方向符合右手定则，电流取正；否则取负。,全电流定律：,磁场强度,H,沿任意闭合回线,l,的线积分，等于通过这个闭合路径内电流的代数和。,I,1,I,2,I,3,对均匀磁场：,H,l,=NI,磁通势,:,量纲,安匝,简称安,3.3,变压器,一、变压器的基本结构,二、变压器的工作原理,1.,空载运行,2.,负载运行（原、副边电压、电流、阻抗关系）,三、变压器的使用,1.,变压器的铭牌数据,2.,变压器的效率,(,),变压器的作用：,(1),变电压：,电力系统；,(2),变电流：,电流互感器（测量大电流）,;(3),变阻抗：,电子电路中的阻抗匹配（如喇叭的输出变压器）,;,在能量传输过程中，当输送功率,P,=,UI,cos,及负载功率因数,cos,一定时：,U,越大,I,越小，降低损耗、节省材料。,铁心,原边,绕组,副边,绕组,一、变压器的基本结构,:,变压器主要由铁心和绕组组成。,变压器符号：,一次绕组,(,原方）,二次绕组,（副方）,1.,空载运行,原边接入电源，副边开路。,二、变压器的工作原理,接上,交流电源,原边电流,i,1,等,于励 磁电流,i,10,（,方向符合右手定则）,产生感应电动势,i,10,产生磁通,（交变）,空载时，铁心中主磁通,是,由一次绕组磁通势产生的。,2.,负载运行,Z,结论：改变变比，就能改变输出电压。,K,为,变比,原、副边电压关系,（变电压）,则,有效值,同理,设：,有载时，铁心中主磁通,是,由一次,.,二次绕组磁通势共同产生的合成磁通。,结论：变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。,结论：原、副边电流与匝数成反比,由于变压器铁芯材料的导磁率高、空载励磁电流 很小，可忽略。即：,原、副边电流关系,（变电流）,当,U,1,和,f,不变时，铁芯中,m,在空载或有负载时基本不变，因此，有载时的和空载时的合成磁通势基本相同。,原、副边阻抗关系,（变阻抗）,从原边等效：,阻抗变换举例：,扬声器上如何得到最大输出功率。,R,s,R,L,设：,信号源电压的有效值,:,U,1,=50V;,信号内阻：,Rs,=100,，,负载为扬声器，其等效电阻：,R,L,=8,。,求：将负载直接接到信号源上和通过变比为,3.5,的变压器接信号源上，负载上得到的功率。,解：,1,、将负载直接接到信号源上,，,得到的输出功率为：,R,s,2,、将负载通过变压器接到信号源上。,输出功率为：,则：,例,2.,已知电源,us=100V,内阻,R,S,=100,，,负载电阻,R,L,=1,，理想变压器的变比,n=10,，求负载电阻的功率。,*,*,n,:1,R,L,+,u,S,R,S,n,2,R,L,+,u,S,R,S,解：副边阻抗折算到原边为,1,）,变压器的型号,S J L 1000/10,变压器额定容量,(KVA),铝线圈,冷却方式,J:,油浸自冷式,F:,风冷式,相数,S:,三相,D:,单相,高压绕组的额定电压,(KV),三、变压器的使用,1.,变压器的铭牌数据,2,）,额定值,额定电压,U,1N,、,U,2N,：,变压器二次侧开路（空载）时，一次、二次侧绕组允许的电压值,单相：,U,1N,，,一次侧电压，,U,2N,，,二次侧空载时的电压,三相：,U,1N,、,U,2N,，,一次、二次侧的线电压,额定电流,I,1N,、,I,2N,变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许的电流值。,单相：一次、二次侧绕组允许的电流值,三相：一次、二次侧绕组线电流,额定容量,S,N,：传送功率的最大能力。,单相：,三相：,2.,变压器的效率,(,),为防止涡流损失，铁芯一般由一片片导磁材料叠合而成。,铜损,(,P,CU,),：,绕组导线电阻所致。,磁滞损失：磁滞现象引起铁芯发热，造成的损失。,涡流损失：交变磁通在铁芯中产生的感应电流（涡流），造成的损失。,铁损,(),：,P,FE,例,3:,有一带电阻负载的三相变压器，额定数据如下：,S,N,=100kVA,U,1N,=6000V,f,=50Hz,。,U,2N,=,U,20,=400V,绕组,连接,。,由试验测得,:,P,Fe,=600 W,，,额定负载时的,P,Cu,=2400W,。,试求,(1),变压器的额定电流；,(2),满载和半载时的效率。,解,:,(1),额定电流,(,),满载和半载时的效率,本章小结：,1,、磁场基本物理量；,2,、磁性材料的特性；,4,、,变压器的作用,、变压器的使用,