中国矿业大学电工学 第6章 磁路与铁心线圈电路.ppt

第6章 磁路与铁心线圈电路 本章要求： 2. 磁通 6.3 变压器 6.3.2 变压器的工作原理 6.3.3 变压器的外特性与效率 2.变压器的效率(?)变压器的功率损耗包括铁心中的铁损?Pfe和绕组上的铜损?Pcu。 6.3.4 变压器绕组的极性 6.3.4 特殊变压器 1、自耦变压器 2、电流互感器 返回 退出 章目录 上一页 下一页 6.2 交流铁心线圈电路 6.3 变压器 6.4 电磁铁 6.1 磁路及其分析方法 1、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； 2、 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 3、了解电磁铁的基本工作原理及其应用知识。 本章主要研究磁路问题，在电工学中，磁路和电路是 相互关联的。 电动机为什么能转动——是因为电动机的气隙里有磁场， 使得流导体受力的作用，从而驱使转子转动。 变压器为什么能升高或降低电压——是因为变压器的铁 心里有磁场，把原副线圈耦合起来，使其互相感应，所 以能够变压。 接触器为什么能动作——是因为接触器的气隙里有磁场， 把原副线圈耦合起来一，能够吸引衔铁，所以接触器才动 作。 由此可见，是大多数电机电器赖以工作的先决条件，所以 我们有必要掌握磁场的基本规律。 6.1 磁路及其分析方法 6．1．1磁场的基本物理量 1、磁感应强度 与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通 （磁力线称为磁感应强度），用符号B表示， B 的单位：特斯拉（Tesla），1 Tesla =104高斯。 Φ的单位：韦伯 2、 磁通 穿过某一截面S的磁感应相量B的通量称为磁通，它定 义为Φ=BS。也就是说，磁感应相量B在某截面S上的面 积就是通过该截面的磁通。 3、磁场强度 H 磁场强度是计算磁场所用的物理量，其大小为磁感应强度和磁导率之比。 单位：B ：特斯拉 μ ：亨/米 H ：安/米 4、磁导率 μ：表征各种材料导磁能力的物理量，磁导率? 的单位： 亨/米（H/m） 真空的磁导率为常数，用?0表示，有：μ0=4π×10-7H/m 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。 ，则称为磁性材料 ，则称为非磁性材料 6.3.1 概述 变压器是一种改变交流电压和交流电流，传递电功率的器件，它常用于电力网、收音机、电视机、收录机、电子仪器、广播通讯等处。 主要特点: 交流电磁变换 变压器功能： 电力变送：电力系统 信号传输：电流互感器, 电子电路 阻抗变换：电子电路中的阻抗匹配 （如喇叭的输出变压器） 变压器的基本结构 最简单的变压器由两个绕在公共铁心上的线圈组成，线圈是变压器的电路，铁心是变压器的磁路（由铁磁物质构成，能使磁力线集中通过的整体称为磁路 厚0.35mm 或 0.5mm）。 与电源相联的线圈称为原线圈（初级线圈）， 与负载相联的线圈称为副线圈（次级线圈）。 + – + – ?Z ? 变压器的基本工作原理，是电磁感应定律和全电流定律的应用，以上图单相变压器为例说明。它是由一个闭合铁心和绕在铁心上的两个线圈所构成，两个线圈是相互绝缘的，没有电的联系，但由于绕在同一个磁路上，故有磁的耦合。设原线圈的串联匝数是N1匝，副线圈的串联匝数是N2匝。如果把原线圈与交流电源接通，副线圈接电灯负载，便会看到电灯发亮的现象，这说明两个线圈之间通过电磁感应实现了能量传递。此时，称为变压器负载运行。如果付线圈开路，则称变压器空载运行。分别介绍。 + – + – ?Z ? 变压器符号 1、变压器的空载运行 变压器的原线圈接在额定频率、额定电压的交流电源上， 副线圈开路，就是空载运行，与铁心线圈接在正弦交流 电压下的情况基本相同，只是多了一个开路的副线圈。 接上交流电源u1， 原边电流 i1等于励 磁电流 i10 i10 产生交变磁通Φ 产生感应电动势 ， （e、Φ方向符合 右手定则）。 10 i 1 u 20 u 2 i 1 e 2 e 10 i 1 u 20 u 2 i 1 e 2 e 10 i 1 u 20 u 2 i 1 e 2 e N 1 N 1 N 2 2 根据交流磁路的分析，可得： i2=0时，u2=u20 此式是变压器的基本公式之一，说明在空载时，原、副 边电压的比值近似等于原、副线圈的匝数的比值，匝数比 是一个常数，称为变比，它是变压器的一个重要 参数，只要适当选择变比，就能实现变换电