《电工与电子技术》第4章变压器.pptVIP

第4章变压器第4章变压器4.1磁场、磁路和交流铁芯线圈电路4.2变压器的结构和工作原理4.3特殊用途变压器3.1电工测量的基本知识4.1.1磁场和磁路4.1.2交流铁心线圈电路4.1.1磁场和磁路1．磁场的基本概念磁场是由电流产生的，而电流源于电荷的运动，即“动电生磁”。磁场的基本物理量有（1）磁场强度H;（2）磁感应强度B;（3）磁导率μ（4）磁通量Φ2．磁路与磁路欧姆定律（1）磁路导磁性很强的材料能将磁通集中在特定的路径中。磁路中涉及以下一些常用的物理量：1）磁通势Fm=Ni;2）磁位差Um=Hl;3）磁阻Rm（2）磁路的欧姆定律通过磁路的磁通与磁通势成正比，与磁阻成反比，即Um=RmΦ3.铁磁材料（1）铁磁介质的磁化铁磁材料内由无数细微的磁畴组成，在外磁场的作用下，磁畴会顺着磁场的方向做取向排列，从而使磁场显著增强。（２）磁化曲线---磁场强度H从零开始逐渐增加时，磁感应强度B＝ｆ（Ｈ）磁化过程的特性曲线。（２）磁化曲线（２）磁化曲线1．交流铁心线圈中电流、电压和磁通的关系4.1.2交流铁心线圈电路2.功率损耗与电压、电流的关系没有铁心的线圈加交流电压时，输入功率只供给线圈电阻的功率损耗ＲI2，通常称为铜损，写作PCu=ＲI2。有铁心的线圈加交流电压时，输入功率除供给线圈电阻的铜损外，主要供给铁心产生主磁通时的铁耗。当磁通交替变化时，铁心会产生磁滞损耗和涡流损耗，两者合称铁损，写作PFe。理论证明在铁心线圈中，铁损是主要的损耗，它导致电磁设备的铁心温度升高，引起设备不能安全运行，PFe和外加电压的平方（U2）近似成正比。一般情况下，在交流电器设备中，外加电压不能超过额定电压Ue，以免引起不测。这是一个普遍适用的原则。U=Um/=2πfNφm/=4.44fNφm当f、N一定时，铁心线圈中主磁通的最大值基本上决定于电源电压，其数值为U=4.44fNφm，其相位为电压超前磁通90?。4.2变压器的结构和工作原理4.2.1变压器的基本结构4.2.2变压器的工作原理4.2.3变压器的铭牌和额定值4.2.4变压器的使用变压器的主要部件是铁心和绕组变压器的铁芯用磁滞损耗很小的硅钢片（厚度为0.35～0.5mm）叠装而成，以减小磁滞损失；片与片之间相互绝缘以减小涡流损失。常用的有山字形（EI形）、F形、日字形及卷片式铁芯（C形铁芯）。4.2.1变压器的基本结构按绕组和铁芯的安装位置，变压器可分为心式和壳式两种。其中图(a)为心式变压器，它采用口字形铁芯，高压和低压绕组部分成两部分，分别套在左右两个芯柱上，上下两磁轭和芯柱构成闭合铁芯；图(b)为壳式变压器，这种变压器的高压和低压绕组互相间隔套在中间的芯柱上，左右两边的磁轭与芯柱构成闭合铁芯。1．空载运行和电压变换4.2.2变压器的工作原理2．负载运行和电流变换开关S1和S2均合上，表示变压器工作在有负载的运行状态，这时次级电路中有了电流I2。I1/I2=N2/N1=1/k当初级绕组经过开关S1和交流电源相接（S1合上），而开关S2打开，即不接负载时，变压器处于空载运行状态。此时变压器实际上相当于通电交流铁3．阻抗变换Z2=K2Z1变压器次级的负载阻抗Z2反映到初级的等效阻抗值Z1应为Z2的k2倍。芯线圈，在初级端应有：U1=4.44fN1φm主磁通同样穿过次级绕组，同样会在次级绕组中产生感应电压U20=4.44fN2φm变压比或简称变比kU1/U20≈4.44fN1φm/4.44fN2φm=N1/N2=k1．变压器的铭牌铭牌上除标有变压器名称、型号、产品代号、标准代号、制造厂名（包括国名）、出厂序号、制造年月等以外，还需标出技术数据：相数、额定频率、额定电压、额定电压组合、额定电压比、额定容量、额定电流、绕组连接组标号、调压范围、空载电流、空载损耗、效率、电压调整率、冷却方式等。它们全面反映了变压器的性能指标，是制造和选用的主要依据。4.2.3变压器的铭牌和额定值2．变压器的型号与规格某种变压器的特定用途，是通过型号与规格来集中表示和区分的。S7为三相铜线的电力变压器，加L则为铝线的、D—单相、J—油浸自