第4章磁路和变压器PPT讲稿.ppt

第4章磁路和变压器第1页，共30页，编辑于2022年，星期一4.1 磁路和交流线圈电路o4.1.1 磁路的概念 在电工设备中，常采用导磁性能良好的铁磁材料做成一定形状的铁心，给绕在铁心上的线圈通以较小的励磁电流，就会在铁心中产生很强的磁场。相比之下，周围非磁性材料中的磁场就显得非常弱，可以认为磁场几乎全部集中在铁心所构成的路径内。这种由铁心所限定的磁场称为磁路。常见的几种电气设备的磁路如图 4 一 1 所示。第2页，共30页，编辑于2022年，星期一第3页，共30页，编辑于2022年，星期一4.1.2 磁路欧姆定律第4页，共30页，编辑于2022年，星期一4.1.3 铁磁材料o1 高导磁性第5页，共30页，编辑于2022年，星期一o2 磁饱和牲第6页，共30页，编辑于2022年，星期一o3 磁滞牲第7页，共30页，编辑于2022年，星期一4.1.4 交流铁心线圈电路o1 电磁关系如图 4 一 6 所示为交流铁心线圈电路，第8页，共30页，编辑于2022年，星期一2 功率报耗o1）磁滞损耗o2）涡流损耗第9页，共30页，编辑于2022年，星期一4.2 变压器的结构及其基本工作原理o4.2.1 变压器的结构o1 铁心第10页，共30页，编辑于2022年，星期一o2 绕组绕组通常用绝缘的铜线或铝线绕制第11页，共30页，编辑于2022年，星期一4.2.2 电力变压器的铭牌与额定值o1额定电压o2额定电流o3额定容量o4阻抗电压o5额定频率第12页，共30页，编辑于2022年，星期一4.2.3 变压器的基本工作原理 变压器是利用电磁感应原理工作的，因此它主要由铁心和套在铁心上的两个互相绝缘的绕组所组成，绕组之间有磁的藕合，但没有电的联系，如图 4 一 12 所示。通常一个绕组接交流电源，称为一次绕组。另一个绕组接负载，称为二次绕组。当一次绕组两端加上合适的交流电压时，在电源电压 u：的作用下，一次绕组中就有交流电流几。流过，产生一次绕组磁动势，于是铁心中激励起交变的磁通，这个交变的磁通同时交链一次、二次绕组，根据电磁感应定律，便在一次、二次绕组中产生感应电动势，二次绕组在感应电动势的作用下，便可向负载供电，实现能量传递。第13页，共30页，编辑于2022年，星期一第14页，共30页，编辑于2022年，星期一4.2.4 变压器的用途和分类o1 变压器的用途 在电力系统中，在传输功率恒定时，传输电压越高，则所需电流越小，电压降正比于电流，传输线损耗正比于电流的平方，所以用较高的的输电电压可以降低线路压降和线路损耗。由于发电厂发出的电能受绝缘结构条件的限制，一般额定电压为 15 一 20 kV，不符合远距离送电的要求，所以要通过变压器，将发电机发出的电压升高。而在用电端又不能使用过高的电压，于是，又必须用变压器进行降压，以满足用户电器设备的用电要求与安全使用的目的。第15页，共30页，编辑于2022年，星期一2 变压器的分类o(1）按用途分类，变压器可分为电力变压器和特种变压器两大类。电力变压器主要用于电力系统。特种变压器根据系统和部门的要求，提供各种特殊电源和用途，如电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、仪用互感器、试验用高压变压器和调压变压器等。o(2）按绕组构成分类，变压器可分为双绕组、三绕组、多绕组和自藕变压器。第16页，共30页，编辑于2022年，星期一o(3）按铁心结构分类，变压器可分为壳式和心式变压器。o(4）按相数分类，变压器可分为单相、三相和多相变压器。o(5）按冷却方式分类，变压器可分为干式、油浸式。第17页，共30页，编辑于2022年，星期一4.3 单相变压器的运行特性o4.3.1 电压变换原理（变压器空载运行）如图 4 一 13 所示为一台单相变压器的空载运行原理图。它有两个绕组，为了分析方便，将原绕组和副绕组分别画在两边，其中原绕组的匝数为 Nl，副绕组的匝数为凡。变压器的原绕组接交流电压 u:，副边开路，这种运行状态称为空载运行。这时副绕组中的电流为零第18页，共30页，编辑于2022年，星期一第19页，共30页，编辑于2022年，星期一第20页，共30页，编辑于2022年，星期一4.3.2 电流变换原理（变压器负载运行）变压器的原绕组接交流电压 u，副绕组接负载，变压器向负载供电，这种运行状态称为负载运行，如图 4 一 14 所示。第21页，共30页，编辑于2022年，星期一第22页，共30页，编辑于2022年，星期一第23页，共30页，编辑于2022年，星期一4.3.3 阻抗变换原理第24页，共30页，编辑于2022年，星期一4.4 三相电力变压器第25页，共30页，编辑于2022年，星期一第26页，共30页，编辑于2022年，星期一4.5 其他常用变压器o4.5.1 自祸变压器和调压器 前面介绍的双绕组变压器的原、副绕组是相互绝缘的，它们之间只有磁的藕合而无电的直接关系。如果把两个绕组合二为一，使低压绕组成为高压绕组的一部分，如图 4 一 21 所示，这个绕组的总匝数为 Nl，原绕组接电源，绕组的一部分匝数为凡，作为副绕组接负载，这样，原、副绕组不仅有磁的藕合，而且还有电的直接联系。第27页，共30页，编辑于2022年，星期一第28页，共30页，编辑于2022年，星期一4.5.2 仪用互感器o电压互感器第29页，共30页，编辑于2022年，星期一2电流互感器第30页，共30页，编辑于2022年，星期一