电工学第六章磁路与铁心线圈电路资料优秀PPT.ppt
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1、返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页第第6章章 磁路与铁心线圈电路磁路与铁心线圈电路6.2 6.2 沟通铁心线圈电路沟通铁心线圈电路沟通铁心线圈电路沟通铁心线圈电路6.3 6.3 变压器变压器变压器变压器6.1 6.1 磁路及其分析方法磁路及其分析方法磁路及其分析方法磁路及其分析方法返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页 在很多电工设备(如变压器、电机、电磁铁、电在很多电工设备(如变压器、电机、电磁铁、电工测量仪器等)中,不仅有电路的问题,同时还有磁工测量仪器等)中,不仅有电路的问题,同时还有磁路的问题。只有同时驾驭了电路和磁路的基本理论,路的问题。只有同
2、时驾驭了电路和磁路的基本理论,才能对以上电工设备进行全面分析。才能对以上电工设备进行全面分析。在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料在电机、变压器及各种铁磁元件中常用磁性材料做成确定形态的铁心。铁心的磁导率比四周空气或其做成确定形态的铁心。铁心的磁导率比四周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。成闭合通路,磁通的闭合路径称为磁路。返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页6.2 沟通铁心线圈电路沟通铁心线圈电路6.2.1 电磁关系电磁关系 +e e+e e +u ui i(磁通势
3、磁通势)主磁通主磁通主磁通主磁通 :通过铁心闭合的通过铁心闭合的通过铁心闭合的通过铁心闭合的磁通。磁通。磁通。磁通。漏磁通漏磁通漏磁通漏磁通 :经过空气或其它经过空气或其它经过空气或其它经过空气或其它非导磁媒质闭合的磁通。非导磁媒质闭合的磁通。非导磁媒质闭合的磁通。非导磁媒质闭合的磁通。线圈线圈线圈线圈铁心铁心铁心铁心 i i,铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感铁心线圈的漏磁电感 与与与与 I I 不是线性关系。不是线性关系。不是线性关系。不是线性关系。返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页6.2.2 电压电流关系电压电流关系依据依据依据依据KVL:KVL
4、:式中:式中:式中:式中:R R是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻是线圈导线的电阻 L L 是漏磁电感是漏磁电感是漏磁电感是漏磁电感 当当当当 u u 是正弦电压时是正弦电压时是正弦电压时是正弦电压时,其它各电压、电流、电动,其它各电压、电流、电动,其它各电压、电流、电动,其它各电压、电流、电动势可视作正弦量,则电压、电流关系的相量式为:势可视作正弦量,则电压、电流关系的相量式为:势可视作正弦量,则电压、电流关系的相量式为:势可视作正弦量,则电压、电流关系的相量式为:N N +e e+e e +u ui i返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页设主磁通设主磁通设
5、主磁通设主磁通 则则则则有效值有效值有效值有效值 由于线圈电阻由于线圈电阻 R 和感抗和感抗X(或漏磁或漏磁通通)较小较小,其电压降也较小,与主其电压降也较小,与主磁电动势磁电动势 E 相比可忽视,相比可忽视,故有故有式中:式中:式中:式中:B Bmm是是是是铁心中磁感应强度的最大值,单位铁心中磁感应强度的最大值,单位铁心中磁感应强度的最大值,单位铁心中磁感应强度的最大值,单位TT;A A 是铁心截面积,单位是铁心截面积,单位是铁心截面积,单位是铁心截面积,单位mm2 2。返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页6.2.3 功率损耗功率损耗 沟通铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁
6、损两种。沟通铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。沟通铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。沟通铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。1.1.铜损铜损铜损铜损(P Pcucu)在沟通铁心线圈中在沟通铁心线圈中在沟通铁心线圈中在沟通铁心线圈中,线圈电阻线圈电阻线圈电阻线圈电阻R R上的功率损耗称铜损,用上的功率损耗称铜损,用上的功率损耗称铜损,用上的功率损耗称铜损,用 Pcu Pcu 表示。表示。表示。表示。P Pcu cu=RIRI2 2式中:式中:式中:式中:R R是线圈的电阻;是线圈的电阻;是线圈的电阻;是线圈的电阻;I I 是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的有效值。是线圈中电流的
7、有效值。是线圈中电流的有效值。2.2.铁损铁损铁损铁损(P PFeFe)在沟通铁心线圈中,处于交变磁通下的铁心内的在沟通铁心线圈中,处于交变磁通下的铁心内的在沟通铁心线圈中,处于交变磁通下的铁心内的在沟通铁心线圈中,处于交变磁通下的铁心内的功率损耗称铁损,用功率损耗称铁损,用功率损耗称铁损,用功率损耗称铁损,用 PFe PFe 表示。它与铁心内磁感应表示。它与铁心内磁感应表示。它与铁心内磁感应表示。它与铁心内磁感应强度的最大值强度的最大值强度的最大值强度的最大值BmBm的平方成正比。的平方成正比。的平方成正比。的平方成正比。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损由磁滞和涡流产生。铁损
8、由磁滞和涡流产生。返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页(1)(1)磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗(P Ph h)由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为由磁滞所产生的能量损耗称为磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗磁滞损耗(P Ph h )。磁滞损耗的大小:磁滞损耗的大小:磁滞损耗的大小:磁滞损耗的大小:单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比单位体积内的磁滞损耗正比与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的与磁滞回线的面积和磁场交变的频率频率频率频率 f f。磁滞损耗转化
9、为热能,引磁滞损耗转化为热能,引磁滞损耗转化为热能,引磁滞损耗转化为热能,引起铁心发热。起铁心发热。起铁心发热。起铁心发热。削减磁滞损耗的措施:削减磁滞损耗的措施:削减磁滞损耗的措施:削减磁滞损耗的措施:选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压选用磁滞回线狭小的磁性材料制作铁心。变压器和电机中运用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。器和电机中运用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。器和电机中运用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。器和电机中运用的硅钢等材料的磁滞损耗较低。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择值以减小铁心饱
10、和程度。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。设计时应适当选择值以减小铁心饱和程度。返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页(2)(2)涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗(P Pe e)涡流损耗涡流损耗涡流损耗涡流损耗:由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。由涡流所产生的功率损耗。涡流涡流涡流涡流:交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生交变磁通在铁心内产生感应电动势和电流,称为涡流。涡感应电动势和电流,称为涡流。涡感应电动势和电流,称为涡流。涡感应电动势和电流,称为涡流。涡流在垂直于磁通的平面内环流。流在垂直于磁通的平面内环
11、流。流在垂直于磁通的平面内环流。流在垂直于磁通的平面内环流。涡流涡流涡流涡流损耗转化为热能,引起铁心发热。损耗转化为热能,引起铁心发热。损耗转化为热能,引起铁心发热。损耗转化为热能,引起铁心发热。削减涡流损耗措施:削减涡流损耗措施:削减涡流损耗措施:削减涡流损耗措施:提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率提高铁心的电阻率(通常由于硅通常由于硅通常由于硅通常由于硅钢片)。铁心用彼此绝缘的钢片叠钢片)。铁心用彼此绝缘的钢片叠钢片)。铁心用彼此绝缘的钢片叠钢片)。铁心用彼此绝缘的钢片叠成,把涡流限制在较小的截面内。成,把涡流限制在较小的截面内。成,把涡流限制在较小的截面内。成,把涡流限制在
12、较小的截面内。铁心线圈沟通电路的有功功率为:铁心线圈沟通电路的有功功率为:铁心线圈沟通电路的有功功率为:铁心线圈沟通电路的有功功率为:返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页6.3 变压器变压器 变压器是一种常见的电气设备,在电力系统和电变压器是一种常见的电气设备,在电力系统和电子线路中应用广泛。子线路中应用广泛。变电压:变电压:电力系统电力系统 变阻抗:变阻抗:电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流:变电流:电流互感器电流互感器 变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有变压器的主要功能有:在能量传输过程中,当输送功率在能量传输过程中,当输送功率P=UI
13、cos 及及负载功率因数负载功率因数cos 确定时:确定时:电能损耗小电能损耗小节约金属材料(经济)节约金属材料(经济)6.3.1 概述概述U I P =I RlI A返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页 电力工业中常接受高压输电,以减小远距离传输电力工业中常接受高压输电,以减小远距离传输电力工业中常接受高压输电,以减小远距离传输电力工业中常接受高压输电,以减小远距离传输中的线路损耗。在到达目的地后,再由配电变压器降中的线路损耗。在到达目的地后,再由配电变压器降中的线路损耗。在到达目的地后,再由配电变压器降中的线路损耗。在到达目的地后,再由配电变压器降低电压等级,以降低电气
14、设备的绝缘等级和保证用电低电压等级,以降低电气设备的绝缘等级和保证用电低电压等级,以降低电气设备的绝缘等级和保证用电低电压等级,以降低电气设备的绝缘等级和保证用电平安。具体如下:平安。具体如下:平安。具体如下:平安。具体如下:发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380/220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压返回返回退出退出章目录章目录 上一页上一页 下一页下一页变压器的分类变压器的分类电力变压器电力变压器电力变压器电力变压器(输配电用输配电用输配电用输配电用)电压互感器电压互感器电压互感器电压互感器 电流互感器电流互感器电流互
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