电工电子技术教学课件作者第2版电子教案刘蕴陶第3章课件.ppt

3-5 变压器的额定值 一.额定电压U1N和U2N 二.额定电流I1N和I2N 三.额定容量SN SN =U2NI2N 二次绕组的额定视在功率 单位 VA或K VA 四.额定频率 fN 例题3-1 自学 * 第二部分 电 机 与 控 制 工程实用技术 变压器 电动机 继电器—接触器控制。 工作原理 电磁感应定律和电磁力定律。 变压器、电动机和继电器、接触器等均由电路与磁路两部分组成。 第三章 磁路与变压器 磁性材料的磁性质 磁路的欧姆定律 交流铁心线圈电路 变压器的工作原理 自耦变压器 变压器的使用 额定值 主要内容 主要内容 3-1 磁性材料的磁性质 一.磁场的基本物理量 磁路 限定在一定空间范围内的磁场。 磁场存在的一种特殊形式。 I 磁感线 表示磁场的分布情况。 磁场的方向和强弱。 Φ的单位 韦[伯](Wb) 通过与磁感线方向垂直 的截面内磁感线的总数。 磁通Φ 磁通Φ 磁通密度 单位 特[斯拉] (T) 在均匀磁场内 磁场强度H 矢量 方向与B同。 磁场强度H只与产生它的电流有关,而与磁场中的介质无关。 磁场强度H的单位 安[培]每米(A／m)。 磁感应强度B 表示磁场内某点磁场方向和强弱的物理量。 磁导率μ 表示介质导磁能力的物理量。 B=μH 磁导率μ的单位 亨[利]每米(H／m)。 介质的μ越大,导磁能力越强。 真空的磁导率 相对磁导率μr 任一介质的磁导率μ与真空的磁导率μ0的比值。 二.磁性材料的磁性质 非磁性材料 在外界磁场的作用下,基本上不表现出磁性,不产生附加磁场,磁导率μ≈μ0 ,相对磁导率μr ≈1。 磁性材料 在外界磁场的作用下,被强烈磁化,产生很强的附加磁场,并大大加强外磁场。 磁感应强度B与磁场强度H之间 B≈μ0H H B 0 具有线性正比关系 外磁场 磁畴 常用的磁性材料 铁、镍、钴及其合金。 (一)高导磁性 磁导率μ＞＞μ0 相对磁导率μr ＞＞ 1 小电流产生强磁场(磁感应强度B=μH足够大)。 磁性材料的磁性质 （二）磁饱和性 非线性关系 磁化曲线 B(Φ)-- H(I)曲线 B(Φ) H(I) 0 a c b d 饱和段cd 0a段 起始段 ab段 B–H有近似线性正比关系 bc段 B–H增加上升缓慢 饱和段μ急剧减小。 μ μ-- H(I)关系曲线 (三)磁滞性 交流电流i励磁。 0 HC Hm --Hm --HC Br --Br B H 磁滞回线 基本磁化曲线 i 励磁线圈 环形铁心 磁滞损耗 3-2 磁路和磁路的欧姆定律 一.磁路 磁感线集中通过的路径。 是电气设备中的导磁路径。 小电流产生强磁场。 磁路举例 图3-2-1 小段空气隙也是磁路的组成部分。 二.磁路的欧姆定律 揭示了磁路中磁通Φ与励磁电流I之间 的关系。 I r 环形铁心磁路 励磁电流I。 磁感线沿铁心呈同心圆状分布。 磁场强度 环形铁心内某点磁场强度只与励磁电流I和线圈匝数N、与该点位置有关，而与磁介质（ μ）无关。 磁感应强度 磁通 根据数学全电流定律可得 环形磁路平均长度 N－励磁线圈匝数 I r 磁通 磁通 或 磁通势 F=NI 产生磁场的激励。 取 磁阻。 磁路的欧姆定律。 磁通Φ是响应。 3-3 交流铁心线圈电路 i - - + + u e φ 直流磁路 交流磁路 磁路 直流磁路 直流电流励磁。 磁通Φ恒定不变,不在线圈内产生感应电动势。线圈内电流、电压关系与一般直流电路相同。 交流磁路 交流电流i励磁，磁通φ变化，在线圈内产生感应电动势e。励磁线圈与磁路结合在一起，不可分割。 交流铁心线圈电路 一.各电磁量之间的关系 注意正方向。 交流电压u 励磁电流i 磁通势Ni 主磁通φ i - - + + u e φ 感应电动势 二.主磁通与感应电动势 感应电动势 外加电压u是正弦电压,主磁通φ按正弦规律变化。 主磁通 φ=Φm sinωt 感应电动势 感应电动势的有效值 上式是分析变压器、交流电动机中电压、电流有效值U、I和主磁通最大值Φm关系的重要依据。 i - - + + u e φ 三.电压平衡方程 略去漏磁通(极小)和导线电阻(极小)的影响。 KVL u ≈ -e 相量表示式 有效值 U≈E= 4.44fNΦm 恒磁通原理 电源电压有效值U和频率f保持不变,线圈的匝数N不变,主磁通的最大值φm就基本不变。 φ i 减小涡流损耗。 铁心用薄硅钢片叠成。 (二)磁滞损耗 磁滞损耗的大小正比于磁滞回线包围的面积。 四.涡流损耗和磁滞损耗 铁损 涡流损耗和磁滞损