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第3章 磁路与变压器 第3章 磁路与变压器 本章要求： 3.1.1 磁场的基本物理量 2. 磁通 4. 磁导率 5. 物质的磁性 （1）非磁性物质 （2） 磁性物质 3.1.2 磁性材料的磁性能 3.2 交流铁心线圈电路 3.3 变压器 变压器的结构 变压器的结构 变压器的分类 3.3.1 变压器的工作原理 1. 电磁关系 (1) 空载运行情况 1. 电磁关系 (2) 带负载运行情况 2. 电压变换（设加正弦交流电压） 三相电压的变换 （1）三相变压器Y/Y0联结 （2）三相变压器Y0/?联结 3. 电流变换 4. 阻抗变换 1） 变压器的型号 5.变压器的铭牌和技术数据 2） 额定值 2) 额定值 3.3.3 变压器的损耗与效率 3.3.4 特殊变压器 1.自耦变压器 2.电压互感器 3.电流互感器 3.3.5 变压器绕组的极性 3.4 电磁铁 ? 额定电压 U1N、U2N 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：U1N ，一次侧电压， U2N，二次侧空载时的电压 三相：U1N、U2N，一次、二次侧的线电压 ? 额定电流 I1N、I2N 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 SN 传送功率的最大能力。 单相： 三相： 容量 SN ? 输出功率 P2 一次侧输入功率 P1 ? 输出功率 P2 注意：变压器几个功率的关系（单相） 效率 容量： 一次侧输入功率： 输出功率： 变压器运行时的功率取决于负载的性质 3.3.2. 变压器的外特性 当一次侧电压 U1和负载功率因数 cos?2保持不变时，二次侧输出电压 U2和输出电流 I2的关系，U2 = f (I2)。 U20：一次侧加额定电压、二次侧开路时，二次侧输出电压 一般供电系统希望要硬特性（随I2的变化，U2 变化不大），电压变化率约在5%左右。 电压变化率（调整率）： cos?2 =0.8 (感性） U2 I2 U20 I2N cos?2 =1 O 为减少涡流损耗，铁心一般由导磁钢片叠成。 ? 变压器的损耗包括两部分： 铜损 (?PCu) ：绕组导线电阻的损耗。 涡流损耗：交变磁通在铁心中产生的感 应电流(涡流)造成的损耗。 磁滞损耗：磁滞现象引起铁心发热，造 成的损耗。 铁损(?PFe )： 变压器的效率为 一般 ?? 95% ,负载为额定负载的(50~75)%时，?最大。 输出功率 输入功率 某单相变压器的额定电压为10 000/230 V，接在 10 000 V 的交流电源上向一电感性负载供电，电压变化率为 0.03。求变压器的电压比及空载和满载时的二次电压。当 |ZL| = 0.966 Ω 时，变压器正好满载。求该变压器的电流。 例1： 电压比： U1N U2N k = = 10 000 230 = 43.5 空载电压： = 230 V 满载电压: = 223 V U20 = U2N U2 = U2N (1－ΔU％ ) = 230×(1－0.03) 解： U2 |ZL | I2 = = 223 0.966 = 224 A = 5.15 A I2 k I1 = 一变压器容量为 10 kV·A，铁损为 300 W，满载时的铜损为 400 W。求该变压器在满载时向功率因数为 0.8 的负载供电时输入和输出的有功功率及效率。 解： 例2 忽略电压变化率，则 P2 = SN cos?2 = 10×103×0.8 W = 8 kW P = PCu + PFe = (300 + 400) W = 0.7 kW P1 = P2 + P = (8 + 0.7) kW = 8.7 kW P1 P2 η= ×100% 8 8.7 = ×100% = 92 % 例3： 有一台50kV·A，6600 / 220V单相变压器，若忽略电压变化率和空载电流，求：（1）负载是220V、40W、cos ? = 0.5的日光灯440盏时，I1、I2分别是多少？（2）是否已满载？若未满载，还能接入多少盏这样的日光灯？如果接入的是220V、40W、cos ? ’ = 1的白炽灯，还能接入多少盏？ 解： 再接入日光灯： 再接入白炽灯： 例4: 有一带电阻负载的三相变压器，其额定数据如下：SN=100kVA, U1N=6000V, f=50Hz。 U2N= U20=400V