第4章磁路与变压器ppt课件.ppt

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1、第四章磁路与变压器第四章磁路与变压器§4.1磁路的基本概念上一页下一页返回本章§4.2交流铁心线圈电路§4.3变压器§4.4几种常用的变压器§4.1磁路的基本概念一、铁磁材料磁畴铁磁材料:能被磁化的的材料。例如:铁、钴、镍以及它们的合金和氧化物。铁心:由铁磁材料制成磁畴:铁心自身存在的自然磁性小区域注意:在没有外磁场作用时,磁畴的方向杂乱无章,宏观不显磁性。返回本章铁心上一页下一页磁化:在一定强度外磁场的作用下,磁畴将沿外磁场方向趋向规则排列,产生附加磁场,使通电线圈的磁场显著增强。IIΦ铁心通电线圈磁化过程返

2、回本章返回本节直线1表示空心线圈的情况;曲线2表示线圈放入铁心的情况。ΦIOAB直线1曲线2上一页下一页磁化过程说明直线1曲线2(磁化曲线)I与Φ成正比且增加率较小OA段AB段B点以后大部分磁畴的磁场沿外磁场方向排列,Φ与I成正比且增加率较大所有磁畴的磁场最终都沿外磁场方向排列,铁心磁场从未饱和状态过渡到饱和状态称饱和状态,铁心的增磁作用已达到极限返回本章返回本节上一页下一页磁路:主磁通所经过的闭合路径。i二、磁路线圈通入电流后,产生磁通,分主磁通和漏磁通。:主磁通:漏磁通铁心(导磁性能好的磁性材料)线圈返回本

3、章返回本节上一页下一页磁路和电路的比较磁路电路磁通INR+_EI磁压降磁动势电动势电流电压降U返回本章返回本节上一页下一页三、磁滞现象磁滞:铁心线圈通入交流电,铁心中的磁畴会随交流电的变化而被反复磁化。由于磁畴本身存在“惯性”,使得磁通的变化滞后电流的变化。外磁场不断克服磁畴的“惯性”消耗的能量,为磁滞损耗。磁滞损耗是铁心发热的原因之一。返回本章返回本节上一页下一页四、磁导率:表征各种材料导磁能力的物理量(亨/米)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,则称为铁磁

4、材料,则称为非铁磁材料返回本章返回本节上一页下一页硬磁材料矩磁材料铁磁材料的磁性能是:1、高导磁性2、磁饱和性3、磁滞性软磁材料返回本章返回本节BH0+Br-Br-Hc+Hc+HcBH0+Br-Br-Hc-Hc+Hc0BH-Br+Br不同材料的磁滞回线上一页下一页根据磁性能,磁性材料又可分为三种:2、硬磁材料(磁滞回线宽。常用做永久磁铁);1、软磁材料(磁滞回线窄长。常用做磁头、磁心等);3、矩磁材料(磁滞回线接近矩形。可用做记忆元件)。返回本章返回本节上一页下一页五、涡流ii交变的磁通穿过铁心导体时,在其内部

5、产生的旋涡状的电流。涡流会使铁心发热并消耗能量,为了减小涡流损耗,铁心常采用涂有绝缘材料的硅钢片叠成。由硅钢片叠成的铁心铁磁材料的铁心线圈返回本章返回本节上一页下一页电路方程:交流激励线圈中产生感应电势§4.2交流铁心线圈电路:主磁通:漏磁通ui和产生的感应电势∴一般情况下uR很小,漏磁通很小返回本章N上一页下一页假设则最大值有效值uiN—线圈匝数;f—电源频率;—铁心中交变磁通的幅值返回本章返回本节上一页下一页例1有一个铁心线圈接在交流220V、50Hz的交流电源上,铁心中磁通的最大值为0.001Wb,问铁芯

6、上的线圈至少应绕多少匝?解U≈4.44fNΦm有若铁心中的线圈只绕了100匝,线圈通电后会产生什么后果?结果是线圈通电后会烧坏——由于磁通最大值远远超过了规定的最大值,对应线圈中的电流远远超过正常值。返回本节返回本章上一页下一页变压器功能:变电压:电力系统变阻抗:电子电路中的阻抗匹配(如喇叭的输出变压器)变电流:电流互感器§4.3变压器返回本章上一页下一页发电厂1.05万伏输电线22万伏升压变电站1万伏降压变压器应用举例…降压实验室380/220伏降压仪器36伏降压返回本章返回本节上一页下一页单相变压器铁心原边

7、绕组副边绕组一、变压器的基本结构返回本章返回本节上一页下一页铁心线圈(又称绕组)变压器的组成铁心变压器铁心用具有绝缘层的0.35~0.5mm厚的硅钢片叠成。线圈小容量变压器多用高强度漆包线绕制。大容量变压器可用绝缘铜或铝线绕制。返回本章返回本节上一页下一页变压器的主要结构心式结构壳式结构返回本章返回本节上一页下一页铁心绕组绕组铁心心式结构壳式结构变压器的冷却方式自然冷却—小容量变压器油冷式—大容量变压器心式结构:变压器的铁心被绕组包围。多用于电力变压器壳式结构:变压器的铁心包围绕组。常用于小容量变压器返回本章返

8、回本节上一页下一页高压绕组低压绕组高低压绕组的一般缠绕方式变压器符号:工作过程:返回本章返回本节上一页下一页1.空载运行原边接入电源,副边开路。接上交流电源原边通过的空载电流为i10产生感应电动势二、变压器的工作原理i10产生工作磁通(方向符合右手定则)返回本章返回本节上一页下一页结论:改变匝数比,就能改变输出电压。K为变比原、副边电压关系根据交流磁路的分析可得:时变电压返回本章返回本

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