3. 变压器的工作原理
一次绕组
A i1
+ u1 –
ee11–+–+
x
1
N1
N2
二次绕组
a S i2
+–e2
+ –
u20
ZL
x
d
e1 N1 dt 变压器符号
e1 N1ddt1
A
X
e2
N2
d
dt
a
x
12
3. 变压器的工作原理
i1
+ u1 –
– ee11++–
1
N1 N2
2
S i2
–+e2 +– e2
第六章 磁路 和变压器
1
整体概况
概况一
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01
概况二
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02
概况三
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03
2
§6.1 磁路
6.1.1. 磁路的基本概念
i
u1
s
线圈
线圈通入电流后，产 生磁通，分主磁通和漏 磁通。
Φ：主磁通
u2
Φ s ：漏磁通
铁心
（导磁性能好 的磁性材料）
+ – u2
|ZL |
u1 → i1( i1N1)
→e1
e2
1→ e1
i2 (i2N2 ) → 2→ e2
13
A
U• 1 + –
X
(1) 电压变换 •
•
I0
E• 1+– E• 1–+
• 1
N1 N2
变压器空载：
a U• 1= –E• 1–E• 1+R1I•0
+• – E2
U• 20
U• 1 – E• 1 E1 = 4.44 f N1 m
(4) 额定频率 fN
17
问答环节
Q|A 您的问题是？ ——善于提问,勤于思考 18
结束语
感谢参与本课程，也感激大家对我们工作的支持与积极 的参与。课程后会发放课程满意度评估表，如果对我们
课程或者工作有什么建议和意见，也请写在上边
19
谢谢聆听
THANK YOU FOR LISTENING 演讲者：XX 时间：202X.XX.XX
0 4π107 （亨/米）
一般材料的磁导率 和真空中的磁导率之比，
称为这种材料的相对磁导率 r
r
0
r 1 ，则称为磁性材料
r 1 ，则称为非磁性材料 5
三、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 感应强度和导磁率之比。
H B
磁通 —标量 单位：Wb
对于均匀磁场 = B ·S
9
2. 变压器的结构
变压器铁心: 硅钢片叠压而成。 变压器绕组: 高强度漆包线绕制而成。 其他部件: 油箱、冷却装置、保护装置等。
线圈
铁心
铁心
壳式变压器
心式变压器
线圈
10
变压器应用举例
发电厂 1.05万伏
升压
输电线 22万伏
降压
变电站 1万伏
降压
…
实验室
仪器
380 / 220伏
36伏降压降压11dtN8
6.3 变 压 器
6.3.1 变压器的工作原理
1. 变压器的分类 按用途分: 电力变压器，特种用途变压器。 按相数分: 单相、三相和多相变压器。 按绕组数分: 双绕组、多绕组及自耦变压器。
2. 变压器的结构
变压器铁心: 硅钢片叠压而成。 变压器绕组: 高强度漆包线绕制而成。 其他部件: 油箱、冷却装置、保护装置等。
磁路：主磁通所经过的闭合路径。
3
6.1.2 磁路计算中的基本物理量
一、磁感应强度 （磁通密度）
与磁场方向相垂直的单位面积上通过的磁通（磁
力线）
B S
B 的单位：特斯拉（Tesla）
1 Tesla = 104 高斯
单位：韦伯
4
二、磁导率 ：表征各种材料导磁能力的物理量
真空中的磁导率( 0 )为常数
16
4. 变压器的铭牌数据
(1) 额定容量 SN
单相变压器 SN = U1NI1N = U2NI2N
(2) 额定电压 U1N 和 U2N U2N — 一次侧加 U1N 时，二次侧绕组的开路电压。
U2N 应比满载运行时的输出电压 U2 高出 5% 10%。 (3) 额定电流 I1N 和 I2N
允许通过的最大电流。
x
U• 20 = E• 2
E2 = 4.44 f N2 m
—UU••21–0 = —–EE•–•21
—UU21–0 = –EE—12 = 44–..—4444–ff—NN–12—mm– = N–N—12
结论
—U–1 = –N—1 = K U20 N2
— 变比
14
(2) 电流变换
•
A
I•1 +
+
U• 1
N1I1= N2 I2
15
(3) 阻抗变换
I•1 K
I•2
Z0 E• +
+
U• 1
ZL'
+
U• 2
ZL
–
–
–
ZL= —UI••22–
Z'L = —UI••11 = –I—K2•/U—K•2 = K2 –UI•—•22 = K2 ZL
结论 Z'L = K2 ZL |ZL' | = K2 |ZL |
可利用变压器进行阻抗匹配
–
X
E• 1
– +
E• 1+–
N1 N2
变压器接负载：
产生主磁通 的磁动势 (I0小)
N 1I1N 2I2N 1I0
N1I1N2I2 有效值
结论
I1 N2 1 I2 N1 K
U1 = 4.44 f N1 m
a S I•2
+–+–EE••22 +–U• 2
ZL
x
I0 = I1N (2. 5)
N 1I1N2I20
单位：
B ：特斯拉
：亨/米
H ：安/米
6
6.2 交流铁心线圈电路
1. 感应电动势与磁通的关系
设： = msin t
e N d
dt
eσ
N
dσ
dt
i
+
u
–
ee–+–+
N
e = Nmcos t = Emsin( t 90)
E m N m 2 fN m
感应电动势的有效值： EE2 m2πf2 N m4.4f4N m
20
7
2. 外加电压与磁通的关系
u→ Fm= iN → uR= iR
(主磁通) → (漏磁通)→
由 KVL： u = iR– e – e
因为 R 和 e 很小，所以 u – e U 的有效值
U E = 4.44 f Nm
U = 4.44 f NBmS
i
+ u –
ee–+–+
e N d
dt
eσ
N dσ