《变压器与电动机》PPT课件

4.3 三相异步电动机,4.1 磁路和交流铁芯线圈,4.2 变压器,4.4 三相异步电动机的控制电路,第4章 变压器与电动机,4.5 直流电动机,4.6 可编程控制器（PLC）简介,4.1.1 磁路的基本物理量,表征各种材料导磁能力的物理量,4.1 磁路和交流铁芯线圈,称为这种材料的相对磁导率,非铁磁材料：磁导率低，如空气、铝、铜、胶木 ；,铁磁材料：磁导率高，如铁、镍、钴、硅钢、铁氧体。,磁路：主磁通所经过的闭合路径。,线圈通入电流后，产生磁通，分主磁通和漏磁通。,铁芯 （导磁性能好 的铁磁性材料）,线圈,(4) 磁路及磁路基本定律,常见电磁设备的磁路,a.安培环路定律,在磁路中，沿任何闭合路径，磁场强度的线积分等于与该闭合路径交链的电流的代数和。 该式表明磁场强度与磁场经历的路径成反比，因为路径越长，磁场越分散，各点磁场越弱。所以在允许的情况下应尽可能缩短磁场经历的路径。,磁路基本定律,b. 磁路欧姆定律,在圆环形铁芯中，当圆环半径较小时可近似认为圆环内磁场为均匀磁场，则其内部磁通,该式称为磁路欧姆定律,称为磁动势， 称为磁阻。分别对应电阻元件在电路中的电动势和电阻，故称此式为磁路欧姆定律,：主磁通,：漏磁通,4.1.2 交流铁芯线圈,交流励磁：线圈中上加正弦交流电压，励磁电流为交流电流 产生交变磁通 在线圈中产生感应电动势,u,电流与磁通方向符合右手螺旋法则,电路方程：, ：漏磁通，很小； R：线圈电阻， 很小，,基本电磁关系,假设,则,最大值,有效值,交流磁路的特点,2涡流损耗 交流铁芯线圈的交变磁场穿过铁芯，铁芯本身是导电的，在铁芯内部产生旋涡状的感应电流，称为涡流。涡流在铁芯内循环流动，在铁芯电阻产生热消耗，称为涡流损耗。 在电机、变压器等电磁设备中应尽可能减小涡流损耗，采用硅钢片叠起来做铁芯。一方面加长涡流路径，提高电阻减小涡流；另一方面加入硅提高铁芯电阻率。 也有很多利用涡流工作的场合。工业生产中高频感应炉利用涡流加热、冶炼金属；生活中电磁炉也是利用涡流加热。,变压器功能：,变电压：主要用于输、配电电路,变阻抗：主要用于电子技术领域,变电流：主要用于电工测量,4.2 变压器,单相变压器,原边 绕组,副边 绕组,4.2.1 变压器的基本结构,铁芯：变压器的磁路。,高、低压绕组.,原边（一次绕组）：,接电源的绕组,副边（二次绕组）：,接负载的绕组,2 变压器的工作原理,工作过程,接上交流电源,原边电流 i1等于励磁电流 i10,产生感应电动势,i10 产生磁通 （交变）,（1）电压变换原理,3.变压器的功能,结论：改变匝数比，就能改变输出电压。,K为变比,根据交流铁芯线圈的电磁关系分析可得：,空载运行 ：原边接入电源，副边开路。,有载运行 ：副边接入负载。,E1 U1,E2 U2,忽略线圈电阻和漏磁通的影响,所以，电压比为,(2)电流变换原理,因为：,空载时：,励磁电流是： i0磁动势是： i0N1,有载时：,励磁电流是： i1 与 i2 磁动势是： i1N1 +i2N2,所以：,当电源电压的大小和频率一定时，铁芯中的磁通大小一定。,产生同样磁通的磁动势相等,磁势平衡方程式：,由于变压器铁芯材料的导磁率高，空载励磁电流很小，可忽略 。,即：,1）原、副边电流的大小与匝数成反比；,结论,2）副边电流取决于负载，原边电流取决于副边电流。,RL i2 i1 ,负载电阻增大时，原边电流如何变化？,变压器的额定容量：,(3) 阻抗变换原理,等效：输入电路的电压、电流和功率不变，直接接在电源 上的阻抗模 等于接在变压器副边的负载阻抗模,（1）变压器外特性,理想变压器当外接负载发生变化时，副绕组电压U2不变，而实际变压器由于绕组内阻及漏磁通影响，当负载变化时，U2随之变化。,外特性是指保持电源电压U1不变，U2随I2的变化关系,4.2.2 变压器外特性与效率,从空载到额定负载，副绕组电压的变化程度用电压变化率 表示,4.2.2 变压器外特性与效率,当电源电压不变时，随着副绕组电流的增加，原副绕组上的电压降便增加，从而使副绕组的端电压发生变动。当电源电压和负载功率因数为常数时，U2和I2的变化关系称为变压器的外特性。如图所示。,U20,I2N,通常希望电压U2的变动愈小愈好。从空载到额定负载，副绕组电压的变化程度用电压变化率U表示，,在一般变压器中电压变化率约为5%左右。,返回,（1）变压器外特性,(2) 变压器的损耗与效率,和交流铁心线圈一样，变压器的功率损耗包括铁心中的铁损,和铜损,两部分。,铁损的大小与铁心内磁感应强度的最大值Bm有关，与负载的大小无关，而铜损则与负载的大小有关。,变压器的效率：,式中，P2为变压器的输出功率， P1为输入功率,返回,1.自耦变压器,4.2.3 特殊变压器,使用时，改变滑动端的位置，便可得到不同的输出电压。 N2连续可调，U2连续可调。,注意, 接通电源前，确保滑动触头处于零位；, 接通电源后，应慢慢滑动调压手柄；, 输入输出边不得接错，电源不准接在滑动触头侧。,2.电流互感器,被测电流=电流表读数 N2/N1,1）副边不能开路，以防产生高电压；,使用注意事项：,用低量程的电流表测大电流,2）铁芯、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在副边出现过压。,特殊变压器,