1、lIFB BH lH d IlH dlINH 或或xHlHlHxxx 2d NII NIx2Hx IlH dxxlNIx2NIH H/m10470 0r 0BB HH0 xxlNIH xxxlNIHB lNIH SB ,+NIfNSSlSlHlNI B IlH dmRF SlNI mRF SlR mSlNIRF mSlR SlEREI nn2211lHlHlHNI niiilHNI1nnSBBSB ,.,S ,2211 niiilHNI1 A 5133004509000.NHlI A 390300450260.NHlI A/m102.71049.057000 BH cm 390.2-2391
2、.ll cm 23921510.l A 16351951440110 lHHNI A 144010201027250 .H A 1951039500211 lH163511635 ININu(Ni)i ddtNe tNedd （磁通势）（磁通势）tiLdd 常常数数 iNLeeRi u )(ddetiLRi )()(EEIRU )(jEIXIR t,sinm)sin(ddddmttNtNe tN cosm )90t(sin2m fN)90(sinm tE mmm444222 fN.fNEE EU (V)444444mmSfNB.fN.EU )(jEIXIRU Fe2cosPRIUIP eu e
3、u 2Fe0IPR 2Fe0IQX IUIUXRZ 2020011404220100cos.UIP 554220 IUZ0R.IPRRR 25641002200X.RXXX 6 5425655Z222202cm 527910230.S 3001052721504442204444m .SfB.UN A13002106070022m NlHI 一、概述一、概述 变压器是一种常见的电气设备，在电力系统和电子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。线路中应用广泛。变电压：变电压：电力系统电力系统 变阻抗：变阻抗：电子线路中的阻抗匹配电子线路中的阻抗匹配变电流：变电流：电流互感器电
4、流互感器 ：在能量传输过程中，当输送功率在能量传输过程中，当输送功率P=UI cos 及及负载功率因数负载功率因数cos 一定时：一定时：电能损耗小电能损耗小节省金属材料（经济）节省金属材料（经济）U I P =I RlI S 发电厂发电厂10.5kV输电线输电线220kV升压升压仪器仪器36V降压降压实验室实验室380/220V降压降压变电站变电站 10kV降压降压降压降压变压器的磁路变压器的磁路1u2uLZ1i2i单相变压器单相变压器+由高导磁硅钢片叠成由高导磁硅钢片叠成厚厚0.35mm 或或 0.5mm铁心铁心一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心变压器的结构变压器的结构1u2
5、uLZ1i2i单相变压器单相变压器+一次一次绕组绕组N1二次二次绕组绕组N2铁心铁心(1)空载运行情况空载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧开路。二次侧开路。0i02i1u+20u+2e+1e+1e+11N2N 1u dd11tNe i0(i0N1)1 dd011tiLe tNedd 22 空载时，空载时，铁心中主铁心中主磁通磁通 是是由一次绕由一次绕组磁通势组磁通势产生的。产生的。(2)带负载运行情况带负载运行情况一次侧接交流电源，一次侧接交流电源，二次侧二次侧。1u+1e+1e+11N2N 1u dd11tNe 1 dd111tiLe tNedd 22 i1(i1N1)i1
6、i2(i2N2)2有载时，铁心有载时，铁心中主磁通中主磁通 是是由一次、二次由一次、二次绕组磁通势共绕组磁通势共同产生的合成同产生的合成磁通。磁通。2i2+e2+e 2+u2 dd2tiLe22 t)sin(tNtNm111 dddde tN cosm1 )90t(sinm1 E1m144.4NfE 222111mmfNEE 有效值有效值:同同 理：理：)90t(sinm22 Ee2m244.4NfE t,sinm 根据根据KVL：1111111111jEIXIREEIRU 变压器一次侧等效电路如图变压器一次侧等效电路如图1m1111444Nf.EUEU 由于电阻由于电阻 R1 和感抗和感抗(
7、或漏磁通或漏磁通)较小较小,其两端其两端的电压也较小的电压也较小,与主磁电动势与主磁电动势 E 比较可忽略不计，比较可忽略不计，则则1E1R1I1U1E+一次侧一次侧一次侧一次侧KNNEEUU 2121201根据根据KVL：2m220224440Nf.EUU,I 结论：改变匝数比，就能改变输出电压。结论：改变匝数比，就能改变输出电压。222222222jUIXIRUEIRE 22U+1u+1e+1e+1N2N+ABCXYZabczyx高压绕组：高压绕组：A-X B-Y C-ZX、Y、Z：尾端尾端A、B、C：首端首端低压绕组：低压绕组：a-x b-y c-za、b、c：首端首端x、y、z：尾端尾
8、端/000YYYYYYYY、：高压绕组接法高压绕组接法低压绕组接法低压绕组接法:YY0/三相配电变压器三相配电变压器:Y/动力供电系统（井下照明）动力供电系统（井下照明）:Y0/A311PUU CB1UKUU312P bKUU12 ca+KUUUUUU 2P1P2P1P2133A311PUU CB1UKUUU312P2 abc+KUUUUUUPPPP333212121 2222ZUIZ 1m11 44 4 Nf.EU m10 Nim2211 NiNi+|Z|2i1u2e1i1e1N2N+2u一般情况下：一般情况下：I0 (23)%I1N 很小可很小可忽忽略。略。2211 NiNi 所所以以或或
9、2211NINI 2211NINI 所所以以KNNII11221 结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。结论：一次、二次侧电流与匝数成反比。或：或：221011NiNiNi 22Ni102211NiNiNi 空载磁势空载磁势有载磁势有载磁势22IUZ 11IUZ ZKIUKKIKUIUZ22222211 ZKZ2 结论：结论：变压器一次侧的等效阻抗模，为二次变压器一次侧的等效阻抗模，为二次侧所带负载的阻抗模的侧所带负载的阻抗模的K 2 倍。倍。1U2U1I2IZ+1U1IZ+：信号源信号源IER0RL+108800LL21 RRNNKIE1N2U2ILR2N+如图，交流信号源的电动如图，交流信号
10、源的电动势势 E=120V，内阻内阻 R 0=800，负载为扬声器，其等效电阻为负载为扬声器，其等效电阻为RL=8。要求要求:（1）当）当RL折算到原边的等效电阻折算到原边的等效电阻 时，求变压器的匝数比和信号时，求变压器的匝数比和信号源输出的功率；（源输出的功率；（2）当将负）当将负载直接与信号源联接时载直接与信号源联接时,信号信号源输出多大功率？源输出多大功率？0LRR W548008008001202L2L0.RRREP 0LRR W1760888001202L2L0.RRREP （2，为：为：2cm 18901422.S 1920101811504443804444m11 .SfB.U
11、N19038036051192005112112012 .UU.NUUNNA 39136502N2.USI A 130380501N1.USI JIddJI 4 ,42 mm250mm 2560521430.134411.JId取取 mm90mm 840521433914422.JId取取 变压器额定容量变压器额定容量(KVA)S:三相三相D:单相单相 N1N1N2N2NIUIUS N1N1N2N2N33IUIUS N1N1NIUS 容量：容量：21PP 一次侧输入功率：一次侧输入功率：cos222IUP 输出功率：输出功率：变压器运行变压器运行时的功率取时的功率取决于负载的决于负载的性质性质
12、KNNIIKNNUU112212121 ABP1u2u1i2iLR1N2N+电压表电压表被测电压被测电压=电压表读数电压表读数 N1/N2VR N1（匝数多匝数多）保险丝保险丝 N2（匝数少匝数少）u（被测电压）（被测电压）电流表电流表被测电流被测电流=电流表读数电流表读数 N2/N1（被测电流）被测电流）ARi1i2鼠笼式异步交流电动机授课内容：鼠笼式异步交流电动机授课内容：转子一般用鼠笼式转子一般用鼠笼式定子定子定子定子绕组绕组转子转子AA NS 定子绕组产生的脉动磁场定子绕组产生的脉动磁场，可用，可用正、反两个正、反两个旋转磁场合成来等效。即旋转磁场合成来等效。即-+-m=+-=m21
13、t O +-+-02 s121 ss合成转矩合成转矩s01 s22 s21 s1T起动转矩起动转矩为零为零2T正正转转转转反反.F鼠笼式转子鼠笼式转子导条及电流导条及电流AAiAABBA iBtIi sinAmA)90sin(BmB tIi 正弦波形如图所示。正弦波形如图所示。iBiAmIit O 45t 0 t ABBAo0 t ABBA 90t 0 t ABBA两相旋转磁场两相旋转磁场动画动画450900iBiAmIit OABBiAiBA 12 将开关将开关S合在位置合在位置1，电容，电容C与与B绕组串联，电流绕组串联，电流 iB较较iA超前近超前近90；当；当将将S切换到位置切换到位置
14、2，电容，电容C与与A绕组串联，电流绕组串联，电流iA 较较iB 超超前近前近90。这样就改变了旋转磁。这样就改变了旋转磁场的转向，从而实现电动机的场的转向，从而实现电动机的反转。反转。解：解：电动机电磁转矩电动机电磁转矩T U12，当电源电压下降低，当电源电压下降低时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转时，电磁转矩减小，使转速下降，转差率增加，转子电流和定子电流子电流和定子电流都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但都会增大。稳定时电磁转矩等于机械负载转矩，但转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：转矩降低了，定、转子电流却增大了。过程如下：TIISnUTU12211)(使使T
15、=TC。例：例：三相异步电动机在一定的负载转矩下运行三相异步电动机在一定的负载转矩下运行时，如电源电压降低，电动机的转矩、电流及转速时，如电源电压降低，电动机的转矩、电流及转速有无变化？有无变化？直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂直流电动机虽然比三相交流异步电动机结构复杂，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起，维修也不便，但由于它的调速性能较好和起动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或动转矩较大，因此，对调速要求较高的生产机械或者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动者需要较大起动转矩的生产机械往往采用直流电动机驱动。机驱动。直流电机由定直流电机由定子子(磁极磁极)、转子、
16、转子(电枢电枢)和机座等和机座等部分构成。部分构成。由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。由铁心、绕组（线圈）、换向器组成。由永久磁铁做成。由永久磁铁做成。磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，磁极上绕线圈，线圈中通过直流电，形成电磁铁。形成电磁铁。磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称磁极上的线圈通以直流电产生磁通，称 为励磁。为励磁。直流电机按照励磁方式可分为他励电动机直流电机按照励磁方式可分为他励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机、并励电动机、串励电动机和复励电动机UUfIaM+_+_IffR stRIaUM+_IffR stR+_IEUIa+_IfM复励复励U+_IMIaIU+SbNacd
17、直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流直流电从两电刷之间通入电枢绕组，电枢电流方向方向如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论如图所示。由于换向片和电源固定联接，无论线圈怎样转动，总是线圈怎样转动，总是S极有效边的电流方向向里极有效边的电流方向向里,N极有效边的电流方向向外。电动机电极有效边的电流方向向外。电动机电枢枢绕组通电绕组通电后中受力后中受力(左手定则左手定则)按顺时针方向旋转按顺时针方向旋转。U+U+电刷电刷换向片换向片U+IFFTn换向器作用：换向器作用：将外部直流电将外部直流电转换成内部的转换成内部的直流电，以保直流电，以保持转矩方向不持转矩方向不变。变。U+EETnSbNdF
18、FacII换向片换向片电刷电刷KE:与电机结构有关的常数与电机结构有关的常数n:电动机转速电动机转速 ：磁通磁通E=KE nU+EETnSbNdFFacII换向片换向片电刷电刷aaaaRInKRIEUE RaIaE+UM02TTT 设外加电枢电压设外加电枢电压 U 一定，一定，T=T2(平衡平衡)，此时，此时，若若T2突然增加，则调整过程为突然增加，则调整过程为达到新的平衡点达到新的平衡点(Ia 、P入入)。T2 n Ia T E nKEE aaaREUI aIKTT aaRIEU 励磁绕组与电枢并联励磁绕组与电枢并联由图可求得由图可求得aaREUI ffRUI aafIIII 由上分析可知：
19、由上分析可知：当电源电压当电源电压U和励磁回路的电阻和励磁回路的电阻Rf一定时一定时,励励磁电流磁电流If和磁通和磁通则则IaUM+_IffR stR+_IEnnn 0TKKRnET2a KUnE 0令：令：TKKRKUnETE2a 即：并励电动机的磁通即：并励电动机的磁通 aaaI IT TTEKnKERIEU 由以下公式由以下公式IaUM+_IffR stR+_IE转转速速降降:2aTKKRnET 理理想想空空载载转转速速:0KUnE 式中：式中：nnTKKRKUnETE 02an0nNTN改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线改变电枢电压和电枢回路串电阻可得人工特性曲线动画动画n0
20、T有一并励电动机，其额定数据如下：有一并励电动机，其额定数据如下：P=22KW,UN=110V,nN=1000r/min,=0.84,并已知并已知Rf=27.5 ，Ra=0.04 ,试求试求:(1)额定电流额定电流I,额定额定 电枢电流电枢电流Ia及及额定励磁电流额定励磁电流If ;(2)损耗功率损耗功率 PaCu,及及 PO;(3)额定转矩额定转矩T;(4)反电动势反电动势E。解：解：(1)P2是输出功率，额定输入功率为是输出功率，额定输入功率为KW19.2684.02221 PPA2381101019.2631 UPI额定电流额定电流额定励磁电流额定励磁电流A45.27110ff RuI额
21、定电枢电流额定电枢电流A2344238fa III（2）电枢电路铜损）电枢电路铜损W219023404.02a2aaCu IRPW44045.272f2ffCu IRP励磁电路铜损励磁电路铜损总损失功率总损失功率W4190220002619021 PPP空载损耗功率空载损耗功率W200021904190aCu10 PPPm.N210100022955095502 nPT（3）额定转矩）额定转矩（4）反电动势）反电动势V6.10023404.0110aa IRUE1.电机轴上输出的机械功率。电机轴上输出的机械功率。2.额定工作情况下的电枢上加额定工作情况下的电枢上加 的直流电压。（例：的直流电压
22、。（例：110V，220V，440V）3.额定电压下轴上输出额定功额定电压下轴上输出额定功 率时的电流（并励包括励磁和电枢电流）。率时的电流（并励包括励磁和电枢电流）。（：效率）效率）4.额定转速额定转速nN:在在PN,UN,IN 时的转速。时的转速。直流电机的转速一般在直流电机的转速一般在500r/min 以上。特以上。特 殊的直流电机转速可以做到很低（如每分殊的直流电机转速可以做到很低（如每分 钟几转）或很高（每分钟钟几转）或很高（每分钟3000转以上）。转以上）。调速时对于没有调速要求的电机，最大转速调速时对于没有调速要求的电机，最大转速 不能超过不能超过1.2nN。(3)恒功率负载（恒功率负载（P 一定时，一定时，T和和n 成反比成反比)，要选，要选 软特性电机拖动。如：电气机车等。软特性电机拖动。如：电气机车等。(1)恒转矩的生产机械恒转矩的生产机械(TL一定，和转速无关一定，和转速无关)要选要选 硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。硬特性的电动机，如：金属加工、起重机械等。(2)通风机械负载，机械负载通风机械负载，机械负载 TL 和转速和转速 n 的平方的平方成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。成正比。这类机械也要选硬特性的电动机拖动。
