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第1页，共38页，编辑于2022年，星期日 第3章 磁路与变压器 电工技术与电子技术 中国矿业大学信电学院 第2页，共38页，编辑于2022年，星期日 第3章 磁路与变压器 3.2 交流铁心线圈电路 3.4 电磁铁 3.1 磁路及其分析方法 3.3 变压器 第3页，共38页，编辑于2022年，星期日 1. 了解变压器的基本结构、工作原理、运行特性和绕组的同极性端，理解变压器额定值的意义； 2. 掌握变压器电压、电流和阻抗变换作用； 本章要求： 第3章 磁路与变压器 第4页，共38页，编辑于2022年，星期日 3.3 变压器 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。 变电压：电力系统 变阻抗：电子线路中的阻抗匹配 变电流：电流互感器 变压器的主要功能有： 在能量传输过程中，当输送功率 及负载功率因数 一定时： （电能损耗小） 节省金属材料 （经济） 概述 第5页，共38页，编辑于2022年，星期日 电力工业中常采用高压输电低压配电，实现节能并保证用电安全。具体如下： 发电厂 1.05万伏 输电线 22万伏 升压 仪器 36伏 降压 … 实验室 380 / 220伏 降压 变电站 1万伏 降压 降压 … 第6页，共38页，编辑于2022年，星期日 1. 结构 作用：构成磁路 绕组 原绕组(初级绕组、一次绕组） 副绕组(次级绕组、二次绕组） 由高导磁硅钢片叠成 厚0.35mm 或 0.5mm 铁芯 3.3.1 变压器的工作原理 单相变压器 N1 作用：构成电路 + – + – 一、结构和分类 副绕组 N2 铁心 原绕组 第7页，共38页，编辑于2022年，星期日 变压器的结构 第8页，共38页，编辑于2022年，星期日 1-铭牌；2-信号式温度计；3-吸湿器；4-油标；5-储油柜； 6-安全气道 7-气体继电器；8-高压套管；9-低压套管；10-分接开关； 11-油箱；12-放油阀门；13-器身；14-接地板；15-小车 第9页，共38页，编辑于2022年，星期日 2. 分类 电压互感器 电流互感器 按用途分 电力变压器 (输配电用) 仪用变压器 整流变压器 按相数分 三相变压器 单相变压器 按制造方式 壳式 心式 第10页，共38页，编辑于2022年，星期日 二、变压器的工作原理 原、副绕组互不相连，能量的传递靠磁耦合 变压器符号 + – + – 第11页，共38页，编辑于2022年，星期日 1. 电磁关系 二、变压器的工作原理 原边接交流电 源,副边开路。 (1)空载运行情况 + – + – + – + – + – ??1 ? i0 ( i0N1) ? ??1 空载时，铁心中主磁通?是由原绕组磁势产生的。 第12页，共38页，编辑于2022年，星期日 1. 电磁关系 二、变压器的工作原理 原边接交流电 源,副边接负载。 (2)带负载运行情况 + – + – + – ??2 ??1 ? i1 ( i1N1) ? ??1 Z i1 i2 + – u2 + – e2 + – e?2 i2 ( i2N2) ??2 有载时，铁心中主磁通?是由原、副绕组磁势共同产生的合成磁通。 第13页，共38页，编辑于2022年，星期日 2. 电压变换（设加正弦交流电压） 有效值: 同 理： 主磁通按正弦规律变化，设为　　　　　　 则 (1) 原、副边主磁通感应电动势 第14页，共38页，编辑于2022年，星期日 根据KVL： 对原边，变压器原边等效电路如图 由于电阻 R1 和感抗 X1 (或漏磁通)较小,其两端的电压也较小,与主磁电动势 E1比较可忽略不计，则 – – – + + + (2) 原、副边电压 式中 R1 为原绕组的电阻; X1=?L?1 为原绕组的感抗(漏磁感抗，由漏磁产生)。 第15页，共38页，编辑于2022年，星期日 （匝比） K为变比 对副边，根据KVL： 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。 式中 R2 为副绕组的电阻; X2=?L?2 为副绕组的感抗； 为副绕组的端电压。 变压器空载时: + – u2 + – + – + – ? i1 i2 + – e2 + – e?2 式中U20为变压器空载电压。 故有 第16页，共38页，编辑于2022年，星期日 3. 电流变换 (原副边电流关系) 有载运行 可见，铁心中主磁通的最大值?m在变压器空载和有载时近似保持不变。即有 不论变压器空载还是有载，原绕组上的阻抗压降均可忽略，故有 由上式，若U1、 f