电工技术41(变压器)

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1、第4章变压器与电动机4.2变压器4.1磁路分析基础4.3三相异步电动机2.了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义。3.掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用。本章要求：1.理解磁场的基本物理量的意义，了解磁性材料的基本知识及磁路的基本定律。4.了解三相交流异步电动机的基本构造和转动原理。5.理解三相交流异步电动机的机械特性，掌握起动和反转的基本方法,了解调速和制动的方法。6.理解三相交流异步电动机铭牌数据的意义。磁路及磁场的基本物理量:1.磁感应强度磁感应强度B:表示磁场内某点磁场强弱和方向的物理量。磁

2、感应强度B的大小:磁感应强度B的方向:与电流的方向之间符合右手螺旋定则。磁感应强度B的单位:特斯拉(T)，1T=1Wb/m2均匀磁场:各点磁感应强度大小相等，方向相同的磁场，也称匀强磁场。4.1磁路分析基础2.磁通磁通：穿过垂直于B方向的面积S中的磁力线总数。说明:如果不是均匀磁场，则取B的平均值。在均匀磁场中=BS或B=/S磁感应强度B在数值上可以看成为与磁场方向垂直的单位面积所通过的磁通,故又称磁通密度。磁通的单位:韦[伯](Wb)1Wb=1V·s3.磁场强度磁场强度H：介质中某点的磁感应强度B与介质磁导率之比。磁场强度H的

3、单位：安培/米（A/m)真空的磁导率为常数，用0表示，有：4.磁导率磁导率：表示磁场媒质磁性的物理量，衡量物质的导磁能力。相对磁导率r：任一种物质的磁导率和真空的磁导率0的比值。磁导率的单位：亨/米（H/m）4.1磁路分析基础4.1.1铁磁材料特点在电机、变压器等电气设备中，为了用较小的电流产生较大的磁场，通常把线圈绕在用铁磁材料做成一定形状的铁心上。常用的磁性材料（铁、镍、钴及其合金）的磁导率比周围空气或其它物质的磁导率高的多。磁通的绝大部分经过铁心形成闭合通路，磁通的闭合路径称为磁路。+–NIfNSS直流电机的磁路交流接触器

4、的磁路物质的磁性:(1)非磁性物质非磁性物质分子电流的磁场方向杂乱无章，几乎不受外磁场的影响而互相抵消，不具有磁化特性。非磁性材料的磁导率都是常数，有：当磁场媒质是非磁性材料时，有：即B与H成正比，呈线性关系。OHB0r1B=0H(2)磁性物质：磁性物质内部形成许多小区域，其分子间存在的一种特殊的作用力使每一区域内的分子磁场排列整齐，显示磁性，称这些小区域为磁畴。在外磁场作用下，磁畴方向发生变化，使之与外磁场方向趋于一致，物质整体显示出磁性来，称为磁化。即磁性物质能被磁化。磁畴外磁场在没有外磁场作用的普通磁性物质中，各个磁畴排列

5、杂乱无章，磁场互相抵消，整体对外不显磁性。磁畴1.高导磁性磁性材料的磁导率通常都很高，即相对导磁率r1。如坡莫合金，其r可达2105，具有很高的导磁性能。磁性物质的高导磁性被广泛地应用于电工设备中，如电机、变压器及各种铁磁元件的线圈中都放有铁心。在这种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。磁性材料的特点：2.磁饱和性BJ磁场内磁性物质的磁化磁场的磁感应强度B-H曲线；B0非磁性材料时（0为常数）的B-H关系曲线。BBJ曲线和B0直线的纵坐标相加即磁场的B-H磁化曲线。OHBB0BJB•a•b磁化

6、曲线磁性物质由于磁化所产生的磁化磁场不会随着外磁场的增强而无限的增强。当外磁场增大到一定程度时，磁性物质的全部磁畴的磁场方向都转向与外部磁场方向一致，磁化磁场的磁感应强度将趋向某一定值。磁性材料放入磁场强度为H磁场中,磁性材料会受到磁化。（如图）B-H磁化曲线的特征：Oa段：B与H几乎成正比地增加；ab段：B的增加缓慢下来；b点以后：B增加很少，达到饱和。OHBB0BJB•a•b有磁性物质存在时，B与H不成正比，磁性物质的磁导率不是常数，随H而变。所以，磁性物质的磁化曲线为非线性曲线，实际中需要通过实验得出。OHB,B磁化曲线B和与

7、H的关系B=H3.磁滞性当铁心线圈通交流时，铁心的磁化过程。（如图）其B-H关系曲线是一条回形闭合曲线，称为磁滞回线。磁滞性：磁性材料中磁感应强度B的变化总是滞后于外磁场变化的性质。磁滞回线OHB••••BrHc剩磁感应强度Br(剩磁)：当线圈中电流减小到零(H=0)时，铁心中的磁感应强度。矫顽磁力Hc：使B=0所需的H值。磁性物质不同，其磁滞回线和磁化曲线也不同。几种常见磁性物质的磁化曲线a铸铁b铸钢c硅钢片O0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.0103H/(A/m)H/(A/m)12345678910103B

8、/T1.81.61.41.21.00.80.60.40.2ababcc按磁性物质的磁性能，磁性材料分为三种类型：(1)软磁材料具有较小的矫顽磁力，磁滞回线较窄。一般用来制造电机、