您当前的位置:五五电子网电子知识电子学习基础知识电工电器基础电工理论知识-磁路与变压器 正文
电工理论知识-磁路与变压器

电工理论知识-磁路与变压器

点击数:7308 次   录入时间:03-04 11:48:27   整理:http://www.55dianzi.com   电工电器基础
  矩磁材料,磁导率极高,在磁化过程中只有正、负两个饱和点,其磁滞回线如下图所示。该类材料适用于制作各类存储器中记忆元件的磁芯。

  (5)铁芯损耗
  
  1)磁滞损耗
  
  铁磁材料反复磁化时,内部磁畴的极性取向随着外磁场的交变来回翻转,在翻转的过程中,由于磁畴间相互摩擦而引起的能量损耗称为磁滞损耗。磁滞损耗会使铁芯发执。

  2)涡流损耗
  
  在交变磁场作用下,整块铁芯中产生的旋涡状感应电流称为涡流,如图所示。

  根据电流的热效应原理,涡流通过铁芯时将使铁芯发热,显然涡流增加了电磁器件绝缘设计的难度。严重时,涡流会造成设备烧毁。为减小涡流损耗,常用硅钢片叠压制成电机及变压器的铁芯,如图所示。

 



www.55dianzi.com

  6)主磁通原理
  
  对交流铁芯线圈而言,设工作主磁通为φ=φmSinωt。

  如图所示,当交变磁通穿过线圈时,在线圈中感应电压U≈4.44fNφm。

  主磁通原理告诉我们:只要外加电压有效值及电源频率不变,铁芯中工作主磁通最大值中。也将维持不变。

  例1:某含有气隙的铁芯线圈,线圈两端加有效值为U的交流电压,当气隙增大时,铁芯中的主磁通是增大还是减小?线圈中的电流如何变化?

  分析:气隙增大时,铁芯磁路中的磁阻增加,但由于电源电压有效值U和频率f并无改变,根据圭磁通原理可知,铁芯磁路中的工作主磁通φ并耒发生改变。根据磁路欧姆定律  可知,磁通不变,则上式中的比值也应不变。因此,当磁阻R。增大时,线圈中通过的电流必定增大。

  例2一个交流电磁铁,因出现机械故障,造成通电后衔铁不能吸合,结果把线圈烧坏,试分析其原因。

  分析:电磁铁线圈中的额定电流是根据吸合后的电流限值设定的。当通电后不能吸合时,由于铁芯和衔铁之间存有一定的气隙,造成铁芯磁路中的磁阻大大增加。根据磁通原理可知,此时铁芯磁路中的工作主磁通φ并不发生改变,若要满足磁路欧姆定律(中:  就必须增大线圈中的电流,而且气隙虽小,但磁阻远大于铁芯中的磁阻,此时线圈电流将是额定电流的许多倍,从而造成线圈烧毁。

  2、变压器的基本结构和工作原理
  
  (1)变压器的基本结构
  
  变压器的主体结构是由铁芯和绕组两大部分构成的。变压器的绕组与绕组之间、绕组与铁芯之间均相互绝缘,如图所示。

 



www.55dianzi.com

  (2)变压器的工作原理
  
  1)变压器的空载运行与变换电压原理
  
  交变的磁通穿过N1和N2时,分别在两个线圈中感应电压:  显然,改变线圈绕组的匝数即可实现电压的变换。当k>1时为降压变压器;k<1时为升压变压器。

  2)变压器的有载运行与变换电流原理
  
  变压器负载运行时,一次侧电流由:i0变为i1,二次侧产生负载电流i2,而电压u20相应变为u2,如图所示。

  变压器负载运行时,二次侧电流f2产生副边磁动势I2N2,该磁动势对I0N1起削弱作用。

  根据主磁通原理,只要电源电压和频率不变,铁芯中的工作主磁通中的数值将维持不变。因此,原边电流i0相应增大为i1,原边磁动势也增大为I1N1,增大的部分恰好与二次侧磁动势相平衡。此时的磁动势方程式为:I0N1=I1N1-I2N2磁动势平衡方程式告诉我们:变压器二次测电流i2的大小是由负载决定的,但二次侧的能量来源于一次侧,两侧电路并没有直接的电路联系,而是通过磁耦合把能量从原边传递到副边。

  变压器铁芯的导磁率很高,因此满足工作主磁通需要的磁动势I0N1很小,和I1N1相比可忽略不计,所以磁动势平衡方程式又可改为:

  变压器在能量传递的过程中损耗很小,因此一次侧和二次侧的容量近似相等,有:

  I1N1≈I2N2在能量传递过程中,变压器在变换电压的同时也变换了电流。



www.55dianzi.com

  3)变压器的阻抗变换作用
  
  设变压器副边所接负载为|Zl|,原边等效输入阻抗为|Z1|,则有:  将变压器的变压比公式和变流比公式代入上式得:  上式告诉我们:只要改变变压器的匝数比,即可获得合适的二次侧对一次侧的反射阻抗|Z1|。式中k2称为负载阻抗折算到一次侧时的变换系数。

  例1:已知某收音机输出变压器的原边匝数为600,副边匝数为30,原边原来接有16Ω的扬声器,现因故要改接成4Ω扬声器,问输出变压器的匝数N2应改为多少?

  分析:在收音机电路中,输出变压器所起的作用是:让扬声器阻抗与晶体管的输出端阻抗匹配,以使负荷上获得最大功率,从而驱动喇叭振动发出声音。

  解:收音机原阻抗变换系数为:

  反射阻抗:

  改换成4Ω扬声器后:

  例2:设交流信号源电压U=100V,内阻凡,=800Ω,负载Rl=8Ω。

  (1)将负载直接接至信号源,负载获得多大功率?

  (2)经变压器阻抗匹配,求负载获得的最大功率是多少?此时变压器变比是多少?

  解:负载直接与信号源相接时,负载上获得的功率为:

  阻抗匹配时,负载折算到原绕组的反射阻抗等于800Ω。因此负载上获得的最大功率为:

  (3)变压器的外特性

上一页  [1] [2] [3]  下一页


本文关键字:知识  电工  电工电器基础电子学习 - 基础知识 - 电工电器基础