磁路與變壓器

1、第4章 磁路與變壓器初步認識磁性物質的磁性能4.1變壓器的基本結構與工作原理 4.2認識三相變壓器 4.34.1 初步認識磁性物質的磁性能4.1.1 磁場的基本物理量 4.1.2 磁性材料的磁性能4.1.1 磁場的基本物理量 1. 磁感應強度 磁感應強度B是表示磁場內某點的磁場強弱及方向的物理量。它是一個矢量，其方向與該點磁力線切線方向一致，與產生該磁場的電流之間的方向關系符合右手螺旋定則。若磁場內各點的磁感應強度大小相等，方向相同，則為均勻磁場。在國際單位制中磁感應強度的單位是特斯拉(T)，簡稱特。 2.磁通 在均勻磁場中，磁感應強度B與垂直于磁場方向的面積S的乘積，稱為通過該面積的磁通，即

2、 3.磁導率 磁導率是表示物質導磁性能的物理量，它的單位是亨米(H/m) 。真空的磁導率。4 x10-7 H/m。任意一種物質的磁導率與真空磁導率的比值稱為相對磁導率，用r來表示，即 4磁場強度 為了計算方便，引入磁場強度的概念，并把它定義為磁感應強度B與該處物質的磁導率之比，即4.1.2 磁性材料的磁性能 1軟磁材料 其特點為矯頑磁力和剩滋均較小。磁滯回線狹長，回線包圍的面積很小，磁滯損耗小，常用于電機、變壓器和電磁鐵中。如鐵、硅鋼、坡莫合金、軟磁鐵氧體等都是軟磁材料。圖4-4 (a)是軟磁材料的磁滯回線。 2硬碰材料 其特點是矯頑磁力和剩磁均較大。磁滯回線包圍的面積較大，由于硬磁材料有較強

3、的剩磁，所以硬磁材料適于制造永久磁鐵，廣泛用于各種磁電式測量儀表、揚聲器、永磁電機以及通信裝置中。如碳鋼、鎢鋼、鋁鎳合金、鋁鎳鉆合金、硬磁鐵氧體等都是硬磁性材料。 3矩磁材料 其特點是在外磁場作用下很容易達到飽和，去掉外磁場后，磁性仍保持飽和狀態(tài)。目前廣泛采用錳一鎂或鏗一錳矩磁鐵氧體材料做數(shù)字電路中的外部記憶設備。數(shù)字電路中通常采用二進制，故可利用矩磁材料的兩種狀態(tài)(+Br和-Br)分別代表。分別代表0和1兩個數(shù)碼，起到記憶作用。4.2 變壓器的基本結構與工作原理4.2.1 變壓器的基本結構4.2.2 變壓器的工作原理4.2.3 變壓器的運行特性 4.2.1 變壓器的基本結構 1鐵心 鐵心構成

4、變壓器磁路系統(tǒng)，并作為變壓器的機械骨架。鐵心由鐵心柱和鐵軛兩部分組成，鐵心柱上套裝變壓器繞組，鐵軛起連接鐵心柱使磁路閉合的作用。 2繞組（線圈） 變壓器的線圈通常稱為繞組，它是變壓器中的電路部分，小型變壓器一般用具有絕緣的漆包圓銅線繞制而成，對容量稍大的變壓器則用扁銅線或扁鋁線繞制。 在變壓器中，接到高壓電網(wǎng)的繞組稱高壓繞組，接到低壓電網(wǎng)的繞組稱低壓繞組。按高壓繞組和低壓繞組的相互位置和形狀不同，繞組可分為同心式和交疊式兩種。4.2.2 變壓器的工作原理 變壓器是利用電磁感應原理工作的，圖4-12為其工作原理示意圖。變壓器的主要部件是鐵心和繞組。兩個互相絕緣且匝數(shù)不同的繞組分別套裝在鐵心上，兩

5、繞組間只有磁的耦合而沒有電的聯(lián)系，其中接電源u1的繞組稱為一次繞組（曾稱為原繞組、初級繞組），用于接負載的繞組稱為二次繞組（曾稱為副繞組、次級繞組）。4.2.3 變壓器的運行特性 1變壓器的外特性及電壓變化率2變壓器的損耗及效率（1）鐵損耗PFe（2）銅損耗PCu（3）效率（4）效率特性4.3 認識三相變壓器4.3.1 三相變壓器的基本結構4.3.2 三相變壓器的極性4.3.1 硅三相變壓器的基本結構 現(xiàn)代的電力系統(tǒng)都采用三相制供電，因而廣泛采用三相變壓器來實現(xiàn)電壓的轉換。三相變壓器可以由三臺同容量的單相變壓器組成，再按需要將一次繞組及二次繞組分別接成星形或三甬形聯(lián)結。 1鐵心 鐵心是三相變壓器的磁路部分，與單相變壓器一樣，它也是由0.35mm厚的硅鋼片疊壓（或卷制）而成，新型電力變壓器鐵心均用冷軋晶粒取向硅鋼片制作，以降低其損耗。三相電力變壓器鐵心均采用心式結構。 鐵心柱的截面形狀與變壓器的容量有關，單相變壓器及小型三相電力變壓器采用正方形或長方形截面， 2繞組3油