电工学（少学时）第3版 唐介-电工学-第5章变压器.ppt

第 5 章变压器
磁路
电磁铁
变压器的工作原理
变压器的基本结构
三相变压器
* 仪用互感器
* 自耦变压器
* 三绕组变压器
* 绕组的极性
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磁路
一、磁场的基本物理量
单位:特斯拉(T),1 T = 1 Wb/m2 。
1. 磁通
磁场中穿过某一截面积 A 的磁感线数。
单位:韦[伯](Wb)。
2. 磁感应强度 B
描述介质中的实际磁场强弱和方向。
B 是一个矢量,其方向为磁场的方向;
大小:
磁场是由电流产生的,磁场用磁感线描述。
——磁通密度

A
B =
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3. 磁场强度 H
H 是进行磁场计算引进的辅助物理量。
H 是一个矢量,其方向 B 与相同。
H 与 B 的区别:
(1) H ∝I,与介质的性质无关。
(2) B 与电流的大小和介质的性质均有关。
单位:安/米(A / m)。
4. 磁导率
是用来表示媒质导磁能力的物理量。
B
H
= (H / m)
真空中的磁导率: 0 = 4×10-7 H / m
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二、物质的磁性能
≈0(为常数)
(1) 顺磁物质
例如变压器油和空气:略大于 0 。
(2) 反磁物质
例如铜和铋: 略小于 0 。
自然界的物质按磁导率分类:
非磁性物质、磁性物质。
非磁性物质:
磁性物质的磁性能主要有以下三点。
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
i

1. 高导磁性
0 ,r  1
常用磁性材料的磁导率
铸钢: ≈1 000 0
硅钢片:≈(6 000 ~ 7 000) 0
坡莫合金:≈(20 000 ~ 200 000) 0
磁性物质的高导磁性
被广泛应用于变压器
和电机中。
+
u
-
主磁通
漏磁通
铁心
励磁绕组
※主磁通漏磁通。
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2. 磁饱和性
B
H
O
初始磁化曲线
3. 磁滞性
剩磁
矫顽
磁力
Hm
-Hm
-Hc
Hc
B
H
O
Br
-Br
磁滞回线
B
H
O
基本磁
化曲线
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磁性物质的分类:
硬磁物质、软磁物质、矩磁物质。
铸铁和硅钢的磁化曲线
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三、磁路欧姆定律
c Ac lc
0
A0
l0
Φ
+
U
-
I
根据全电流定律:
Bc =

Ac
Hc =
Bc
c

1 Ac
=
B0 =

A0
H0 =
B0
0

0 A0
=
铁心中:
气隙中:
H dl = ∑I
∮
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左边= H1 l1+H0 l0
 l0
0 A0
 lc
c Ac
=
+
= ( + ) 
l0
0 A0
lc
c Ac
= (Rmc+Rm0) = Rm 
Rm = Rmc+Rm0
l0
0 A0
lc
c Ac
+
=
不是常数
※ Rmc、Rm0、Rm——铁心、空气隙、磁路的磁阻。
右边= ∑I = N I 或∑I = F (磁通势)
磁路欧姆定律:
Rm= F
=
F
Rm
或
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磁路中的气隙的影响
因为1 >> 0 ,所以 Rm0 >> Rm1
当F 一定时, 因 Rm0 的存在,使大大减小。
若要保持一定,则需增大磁通势 F 。
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