(
课件网) 第4章 变压器 4.1 磁场、磁路和交流铁芯线圈电路 4.2 变压器的结构和工作原理 4.3 特殊用途变压器 3.1 电工测量的基本知识 4.1.1 磁场和磁路 4.1.2 交流铁心线圈电路 4.1.1 磁场和磁路 1．磁场的基本概念 磁场是由电流产生的，而电流源于电荷的运动，即“动电生磁”。磁场的基本物理量有（1）磁场强度H ;（2）磁感应强度B ;（3）磁导率μ（4）磁通量Φ 2．磁路与磁路欧姆定律 （1）磁路 导磁性很强的材料能将磁通集中在特定的路径中。 磁路中涉及以下一些常用的物理量：1）磁通势Fm =Ni ; 2）磁位差Um =Hl ; 3）磁阻Rm （2）磁路的欧姆定律 通过磁路的磁通与磁通势成正比，与磁阻成反比，即 Um= RmΦ 3. 铁磁材料 （1）铁磁介质的磁化 铁磁材料内由无数细微的磁畴组成，在外磁场的作用下，磁畴会顺着磁场的方向做取向排列，从而使磁场显著增强 。 （２）磁化曲线--磁场强度H从零开始逐渐增加时，磁感应强度B＝ｆ（Ｈ）磁化过程的特性曲线。 （２）磁化曲线 （２）磁化曲线 1．交流铁心线圈中电流、电压和磁通的关系 4.1.2 交流铁心线圈电路 2. 功率损耗与电压、电流的关系 没有铁心的线圈加交流电压时，输入功率只供给线圈电阻的功率损耗ＲI2，通常称为铜损，写作 PCu=ＲI2。 有铁心的线圈加交流电压时，输入功率除供给线圈电阻的铜损外，主要供给铁心产生主磁通时的铁耗。当磁通交替变化时，铁心会产生磁滞损耗和涡流损耗，两者合称铁损，写作PFe。 理论证明在铁心线圈中，铁损是主要的损耗，它导致电磁设备的铁心温度升高，引起设备不能安全运行，PFe和外加电压的平方（U2）近似成正比。一般情况下，在交流电器设备中，外加电压不能超过额定电压Ue ，以免引起不测。这是一个普遍适用的原则。 U=Um/=2πfNφm/=4.44fNφm 当f 、N一定时，铁心线圈中主磁通的最大值基本上决定于电源电压，其数值为 U=4.44fNφm ，其相位为 电压超前磁通 90 。 4.2 变压器的结构和工作原理 4.2.1 变压器的基本结构 4.2.2 变压器的工作原理 4.2.3 变压器的铭牌和额定值 4.2.4 变压器的使用 变压器的主要部件是铁心和绕组 变压器的铁芯用磁滞损耗很小的硅钢片（厚度为0.35～0.5mm）叠装而成，以减小磁滞损失；片与片之间相互绝缘以减小涡流损失。常用的有山字形（EI形）、F形、日字形及卷片式铁芯（C形铁芯） 。 4.2.1 变压器的基本结构 按绕组和铁芯的安装位置，变压器可分为心式和壳式两种。其中图(a)为心式变压器，它采用口字形铁芯，高压和低压绕组部分成两部分，分别套在左右两个芯柱上，上下两磁轭和芯柱构成闭合铁芯；图(b)为壳式变压器，这种变压器的高压和低压绕组互相间隔套在中间的芯柱上，左右两边的磁轭与芯柱构成闭合铁芯。 1．空载运行和电压变换 4.2.2 变压器的工作原理 2．负载运行和电流变换 开关S1 和S2 均合上，表示变压器工作在有负载的运行状态，这时次级电路中有了电流I2 。 I1 /I2=N2 /N1=1/k 当初级绕组经过开关S1和交流电源相接（S1 合上），而开关S 2打开，即不接负载时，变压器处于空载运行状态。此时变压器实际上相当于通电交流铁 3．阻抗变换 Z2=K2Z1 变压器次级的负载阻抗Z2反映到初级的等效阻抗值Z1应为Z2的k2倍。 芯线圈，在初级端应有： U1=4.44f N1φm主磁通同样穿过次级绕组，同样会在次级绕组中产生感应电压U20=4.44f N2φm 变压比或简称变比 k U1/U20≈4.44fN1φm/4.44fN2φm=N1/N2=k 1．变压器的铭牌 铭牌上除标有变压器名称、型号、产品代号、标准代号、制造厂名（包括国名）、出厂序号、制造年月等以外，还需标出技术数据：相数、额定频率、额定电压、额定电压组合、额定电压比、额定容量、额定电流、绕组连接组标号、调压范围、空 ... ...
