电工电子技术教学课件作者秦雯15章节课件幻灯片.pptVIP

15.1 磁路的基本概念 15.2 变压器 第15章 磁路与变压器 如图15-1a所示，一个没有铁心的载流线圈所产生的磁通量是弥散在整个空间的；而在15-1b图中，同样的线圈绕在闭合的铁心上时，由于铁心的磁导率μ很大，远远高于周围空气的磁导率，这就使绝大多数的磁通量集中到铁心内部，并形成一个闭合通路。这种人为造成的磁通的路径，称为磁路。 第15章 磁路与变压器 a）没有铁心的载流线圈所产生的磁场 b) 有铁心的载流线圈所产生的磁场 图15-1 磁场的比较 1.磁通Φ 在磁场中，磁通量Φ的大小就是垂直穿过某一截面积S的磁力线总数。在国际单位制（SI）中，磁通量的单位是韦伯，符号是Wb。 第15章 磁路与变压器 2.磁感应强度B 磁感应强度B 是表示磁场空间某点的磁场强弱和方向的物理量，是矢量。 大小：磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁力线）。 B的单位：特[斯拉]（T） 第15章 磁路与变压器 表征各种材料导磁能力的物理量。 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 3.磁导率 （亨/米） 7 0 10 π 4 × = m 第15章 磁路与变压器 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和导磁率之比。 4、磁场强度 H m B H = 单位 B ：特斯拉 ：亨/米 ：安/米 m H 第15章 磁路与变压器 第15章 磁路与变压器 主磁通通过铁心形成闭合的路径——磁路。 线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通?和漏磁通?S。 图15-2 例15-1图 第15章 磁路与变压器 对于图15-2所示环形线圈： l 为磁路的平均长度 S为磁路的截面积 F=NI为磁通势 Rm为磁阻 I l d H l ? = ò l S l B Hl IN m F m = = = m R F S l IN = = m F / （磁路的欧姆定律） （安培环路定律） 第15章 磁路与变压器 15.1.4交流铁心线圈电路 （2）交流铁心线圈电路 铁心线圈分为两种： （1）直流铁心线圈电路 电磁关系： 交流铁心线圈电路 第15章 磁路与变压器 据KVL有： 当 为正弦量时， 上式中的各量可视作正弦量，于是上式可用相量表示： 电压电流关系: s e e iR u - - = ) dt di L ( e iR s - - - = ) e ( dt di L iR - + + = s u u u R ￠ + + = s t U u m w sin = · · ￠ + + = U jX R I ) ( s · · · · ￠ + + = U I jX U U R s 第15章 磁路与变压器 其中Xσ为漏磁感抗，R为线圈的电阻。 设 则 t m w F F sin = ) 90 sin( ) 90 sin( 2 cos 0 0 - = - = - = - = t E t fN t N dt d N e m m m w w F p w F w F 有效值为： 由于R和Xσ很小 ，∴UR和Uσ与U/相比可忽略 m m m fN 44 . 4 2 fN 2 2 E E F F p = = = · · · · ￠ + + = U I jX U U R s · · ￠ + + = U jX R I ) ( s 第15章 磁路与变压器 Bm为铁心中磁感应强度的最大值，S为铁心面积。 即 · · - ? E U S fNB fN U m m 44 . 4 44 . 4 = ? F 功率损耗 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?Pcu：线圈电阻R上的功率损耗。 铁损?Pfe：在交变磁通的作用下，由磁滞和涡流 产生的功率损耗。包括磁滞损耗?Ph 和涡流损耗?Pe。 第15章 磁路与变压器 电磁关系 结构 第15章 磁路与变压器 根据交流磁路的分析可得： E1＝4.44fN1?m E2＝4.44fN2?m 改变匝数比，可得到不同的输出电压 15.2.2 变压器的作用 1.电压变换 第15章 磁路与变压器 由于变压器铁心的导磁率高，空载电流（i0）很小，可忽略。写成相量为 变压器原、副绕组的电流与匝数成反比 2.电流变换 ∴ 第15章 磁路与变压器 变压器原边的等效负载，为副边所带负载乘以变比的平方。 3.阻抗变换 1.变压器绕组的极性判断