武汉理工大学电工学课件第五章.pptVIP

下一页 总目录 章目录 返回 上一页 第6章 磁路与铁心线圈电路 2. 磁性材料的磁性能 5. 变压器 1. 磁场的基本物理量 3. 磁路及其基本定律 4. 交流铁心线圈电路 u Φσ e eσ i Φ N 5.3 变压器 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和 电子线路中应用广泛。 变电压：电力系统； 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配； 变电流：电流互感器； 变压器的主要功能有： 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： 电能损耗小 节省金属材料（经济） U ? I ?P = I2 Rl I ? S 电力工业中常采用高压输电低压配电，实 现节能并保证用电安全。具体如下： 发电厂 10.5kV 输电线 220kV 升压 仪器 36V 降压 … 实验室 380 / 220V 降压 变电站 10kV 降压 降压 变压器的磁路。 绕组： 一次绕组 二次绕组 单相变压器 + – + – 由高导磁硅钢片叠成， 厚0.35mm 或 0.5mm 铁心 变压器的电路， 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 5.3.1 变压器的结构 变压器的分类: 电压互感器 电流互感器 按用途分 电力变压器 (输配电用) 仪用变压器 整流变压器 按相数分 三相变压器 单相变压器 按制造方式 壳式 心式 变压器符号 . . k:1 5.3.2 变压器的工作原理 单相变压器 + – + – 一次 绕组 N1 二次 绕组 N2 铁心 一次、二次绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合。 (1) 空载运行情况: 1. 电磁关系: 一次侧接交流电源，二次侧开路。 + – + – + – + – + – ??1 ? i0 ( i0N1) ? ??1 空载时，铁心中主磁通?是由一次绕组磁通势产生的。 1 0 (2) 带负载运行情况: 一次侧接交流电源，二次侧接 负载。 + – + – + – ??1 ? ? ??1 i1 ( i1N1) i1 i2 ( i2N2) ??2 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。 ??2 i2 + – e2 + – e?2 + – u2 ??Z ? 变压器空载时: + – u2 + – + – + – ? i1 i2 + – e2 + – e?2 （匝比） K为变比 结论：改变匝数比， 就能改变输出电压。 2. 电压变换（设加正弦交流电压）: u2 + – 三相变压器的两种接法及电压的变换关系 3. 电流变换 (一次、二次侧电流关系) 有载运行: + – |Z | + – + – + – 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。 u2 + – 4. 阻抗变换: 由图可知： 结论： 变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。 + – + – + – 解(1): 例1 ：如图，交流信号源的电动势 E= 120V，内阻 R 0=800?，负载为扬声器，其等效电阻为RL=8?。要求: （1）当RL折算到原边的等效电阻 时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（2）当将负载直接与信号源联接时,信号源输出多大功率？ 信号源 R0 RL + – 实际电路 R0 + – + – 电路模型 由 得 变压器的匝数比应为： 信号源 R0 RL + – RL折算到原边的等效电路为: ∴ 信号源的输出功率P ： 电子线路中，常利用阻抗匹配实现最大输出功率。 结论：接入变压器以后，输出功率大大提高。 原因：满足了最大功率输出的条件： 解（2）: 将负载直接接到信号源 上时，输出功率P为： 信号源 R0 RL + – 3:1 1） 变压器的型号: 5.变压器的铭牌和技术数据: 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) 2） 额定值: ? 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。三相变压器是指线电压。 ? 额定电流 I1N、I2N  变压器满载运行时，一次、二次侧绕组允许 长时间连续工作的线电流。 ? 额定容量 SN: 在额定工作条件下变压器的传送功率的最