電路課件：19 空心及理想變壓器

1、南京理工大學南京理工大學電電 路路 南京理工大學南京理工大學電電 路路 L1k ,3RRC2U124512, 12,UUIj L1j CCI2URI1U.南京理工大學南京理工大學電電 路路 2rad/s53.1.南京理工大學南京理工大學電電 路路 1212MMkL LLL南京理工大學南京理工大學電電 路路 N1N2.u11.u21.i1南京理工大學南京理工大學電電 路路 綜上所述，耦合電感串聯(lián)時的等效電感為綜上所述，耦合電感串聯(lián)時的等效電感為 122LLLM 其中，其中，M同樣為代數(shù)量：同樣為代數(shù)量： 電流從同名端流入時，電流從同名端流入時，M0 電流從異名端流入時，電流從異名端流入時，M1

2、U2U1 降壓變壓器降壓變壓器； nU1 升壓變壓器升壓變壓器； n=1 U1=U2 隔離變壓器隔離變壓器。 南京理工大學南京理工大學電電 路路 2 2、變流、變流 121iin 121IIn 121IIn n1 I2I1 電流增大；電流增大； n1 I2I1 電流減小。電流減小。 n=1, I2=I1 南京理工大學南京理工大學電電 路路 3 3、變阻抗、變阻抗 .1U2U1I2ILZ.1U2U1I2In2ZL南京理工大學南京理工大學電電 路路 3 3、變阻抗、變阻抗 .1U2U1I2IZL.1U2U1I2I21LZn21n南京理工大學南京理工大學電電 路路 21n南京理工大學南京理工大學電電

3、 路路 含理想變壓器電路分析含理想變壓器電路分析 n22R2n1:1RiR1n1:1RiR1R2n2:1n12(R1+n22R2)南京理工大學南京理工大學電電 路路 Z1Z2.1U2U1I2IZ2.Z1.1U2U1I2I.n2Z1n2Z2南京理工大學南京理工大學電電 路路 *2U*1U8726V1U726Vn287238n max1W8P南京理工大學南京理工大學電電 路路 四、理想變壓器特點四、理想變壓器特點 既不耗能，也不貯能的二端口元件。既不耗能，也不貯能的二端口元件。 1 12 2222 21()0pu iu inuiu in理想變壓器起著傳遞能量的橋梁作用。理想變壓器起著傳遞能量的橋梁

4、作用。 南京理工大學南京理工大學電電 路路 耦合電感和理想變壓器是兩種電路元件，它們都是從耦合電感和理想變壓器是兩種電路元件，它們都是從具有互感耦合的線圈抽象出的理想電路元件。具有互感耦合的線圈抽象出的理想電路元件。五、耦合電感和理想變壓器的比較五、耦合電感和理想變壓器的比較南京理工大學南京理工大學電電 路路 tiLtiMutiMtiLudddddddd22122111 1221niinuu伏安關(guān)系伏安關(guān)系南京理工大學南京理工大學電電 路路 六、空心變壓器和理想變壓器的比較六、空心變壓器和理想變壓器的比較1、骨架：、骨架：a非導磁材料；非導磁材料； b導磁率很高的材料。導磁率很高的材料。2、參

5、數(shù)：、參數(shù)：aR1、R2、L1、L2、M； bn；3、VAR：a求導和積分的關(guān)系，故為線性記憶元件，求導和積分的關(guān)系，故為線性記憶元件， 同時也為耗能、儲能型元件；同時也為耗能、儲能型元件； b代數(shù)關(guān)系，故為線性非記憶元件，既不耗能、代數(shù)關(guān)系，故為線性非記憶元件，既不耗能、 也不儲能。也不儲能。 注意：兩者電路模型的區(qū)別！注意：兩者電路模型的區(qū)別！(a) (b)南京理工大學南京理工大學電電 路路 II3.12j11.84-j62 : 12.220 60 V2電阻變換后：電阻變換后： I3.12j11.84-j68220 60 V南京理工大學南京理工大學電電 路路 從端口看入的等效阻抗從端口看入

6、的等效阻抗： I3.12j11.84-j68220 60 V8 ( j6)3.12j11.846j88j6Z 220 6022 6.9 A6j8I： 220 22 sin(606.9 )3870.5VarQ 南京理工大學南京理工大學電電 路路 Zl2I1I1U8 0 V2U-j42:11南京理工大學南京理工大學電電 路路 ocU2I1I1U8 0 V2U-j42:11ocU121212,2UUII oc122UUUU22UI 南京理工大學南京理工大學電電 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11ocU11j48 0IU 2oc22 2 45 VUUI 22j228 0II 28 08 0

7、2 2135 A2j22 2 135I 南京理工大學南京理工大學電電 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11scIRIscI121212,2UUII 120UU20U 10U 201RUI2sc1sc1,2IIII 南京理工大學南京理工大學電電 路路 2I1I1U8 0 V2U-j42:11scIRI1sc1j4()8 0IIU scscj28 0 ,j4AII 南京理工大學南京理工大學電電 路路 oceqsc2 2 450.5 245j4UZI2ocmaxeq84W44 0.5UPR*eq0.5j0.5lZZ南京理工大學南京理工大學電電 路路 南京理工大學南京理工大學電電 路路 所有

8、電源都工作在同一頻率正弦的電路或系統(tǒng)為所有電源都工作在同一頻率正弦的電路或系統(tǒng)為多相多相系統(tǒng)，系統(tǒng)， 三相三相系統(tǒng)的電源只有三個特定的電源相位系統(tǒng)的電源只有三個特定的電源相位 三相系統(tǒng)是目前最普遍且最經(jīng)濟的多相系統(tǒng)三相系統(tǒng)是目前最普遍且最經(jīng)濟的多相系統(tǒng) 幾乎所有發(fā)電和輸電都采用三相制，工作頻率幾乎所有發(fā)電和輸電都采用三相制，工作頻率50或或60Hz, 需要單相或兩相可以直接從三相電源獲得，無需單獨產(chǎn)生需要單相或兩相可以直接從三相電源獲得，無需單獨產(chǎn)生 三相電源的每一相瞬時功率恒定（無波動），因此，功率三相電源的每一相瞬時功率恒定（無波動），因此，功率 傳輸平穩(wěn)，且避免了三相設(shè)備的振動傳輸平穩(wěn)，

9、且避免了三相設(shè)備的振動 同樣能量的功率傳輸，三相比單相更經(jīng)濟（節(jié)省輸電線材）同樣能量的功率傳輸，三相比單相更經(jīng)濟（節(jié)省輸電線材）南京理工大學南京理工大學電電 路路 在兩磁極中間，放一個線圈在兩磁極中間，放一個線圈 根據(jù)右手定則可知，根據(jù)右手定則可知， 線圈中產(chǎn)生感應電動勢，線圈中產(chǎn)生感應電動勢， 其方向由其方向由AX讓線圈以讓線圈以 的速度的速度順時順時針針旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn) 合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布，合理設(shè)計磁極形狀，使磁通按正弦規(guī)律分布， 線圈兩端便可得到線圈兩端便可得到單相單相交流電動勢交流電動勢2cosAXeEt NS AXe南京理工大學南京理工大學電電 路路 若保持線圈位置不動，

10、讓磁極等速旋轉(zhuǎn)，若保持線圈位置不動，讓磁極等速旋轉(zhuǎn)， 線圈中同樣可得到單相交流電動勢線圈中同樣可得到單相交流電動勢 NS AXe南京理工大學南京理工大學電電 路路 定子定子機座機座AYCBZX三個定子繞組三個定子繞組AX、BY和和CZ對稱地安放在對稱地安放在定子鐵心的內(nèi)定子鐵心的內(nèi)圓周的槽中圓周的槽中 A、B、C為首端；為首端； X、Y、Z為末端。為末端。 三繞組在空間上三繞組在空間上 彼此間隔彼此間隔120 南京理工大學南京理工大學電電 路路 轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的電磁鐵。它的轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)的電磁鐵。它的鐵心上繞有勵磁繞組。選擇鐵心上繞有勵磁繞組。選擇合適的鐵心端面形狀和勵磁合適的鐵心端面形狀和勵磁繞組分

11、布規(guī)律，使勵磁繞組繞組分布規(guī)律，使勵磁繞組中通以直流時，產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子中通以直流時，產(chǎn)生在轉(zhuǎn)子和定子間氣隙中的磁感應強和定子間氣隙中的磁感應強度，沿圓周按度，沿圓周按正弦規(guī)律正弦規(guī)律分布。分布。當轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時，當轉(zhuǎn)子恒速旋轉(zhuǎn)時，AX、BY、CZ 三繞組的兩端將分三繞組的兩端將分別感應別感應振幅相等、頻率相同振幅相等、頻率相同的三個正弦電壓的三個正弦電壓uA(t)、uB(t)、uC(t)。如果指定它們的參考。如果指定它們的參考方向都由首端指向末端，則方向都由首端指向末端，則它們的它們的初相互相差初相互相差120 。定子定子機座機座AYCBZX轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子I NS南京理工大學南京理工大學電電 路路 Am

12、cosuUtBmcos(120 )uUtCmmcos(240 )cos(120 )uUtUt三個正弦電源幅度、頻率相同，三個正弦電源幅度、頻率相同，但相位各相差但相位各相差 120u BuAuCut0+_NS定子定子AXBCYZ轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子ABCXYZ三相發(fā)電機三相發(fā)電機南京理工大學南京理工大學電電 路路 AU.BU.CU.南京理工大學南京理工大學電電 路路 AUA0UUAmcosuUtB120UUBmcos(120 )uUtC240120UUUCmcos(120 )uUtBU120CU120120AUBUCU南京理工大學南京理工大學電電 路路 ABC0UUUu BuAuCut0南京理工大學南京理工大學電電 路路 .AUBUCU.ZZZAIBICINICAUBCUABU南京理工大學南京理工大學電電 路路 南京理工大學南京理工大學電電 路路 ABABAA(1 1120 )3 30UUUUU BCBCB3 30UUUUCACAC3 30UUUUAUBUCUBUABU南京理工大學南京理工大學電電 路路 Pl3UU30AUBUCUABUCAUBCU1pII南京理工大