电工电子第三章

第3章　磁路与变压器【学习目标】1）了解磁的基本知识及磁路欧姆定律；2）掌握变压器的工作原理、结构、分类及用途；3）掌握变压器的空载及短路试验的原理及； 【能力目标】 1)掌握变压器的使用方法； 2)通过空载和短路实验测定变压器的变比，计算变压器的各项参数3.1磁路的基本知识1.磁场及磁场的基本物理量（1）磁的基本知识（2）电流的磁场（3）磁场对通电直导体的作用感生电动势的产生及方向电流能够产生磁场，一定条件下磁场也能产生电流。变动磁场在导体中可产生感应电动势。直线导体中感应电动势的方向，可用右手定则判断。（4）磁场的基本物理量磁场的特性主要用磁感应强度、磁通、磁场强度、磁导率四个物理量来描述。2.铁磁性材料按磁滞性能可把铁磁性物质分为三种类型：（１）软磁材料（２）永磁材料（３）矩磁材料3.1.3磁路及磁路欧姆定律1.磁路、磁感应线集中通过的磁通路径称为磁路。2.磁路欧姆定律磁路的欧姆定律与电路的欧姆定律相似：3.2变压器变压器是一种改变电压高低的静止电器，它可以把一种电压的交流电能转换成频率相同的另一种电压的交流电能，它还具有变换电流和变换阻抗的多种功能，它是一种常见电气设备，在电力系统和电子线路中应用广泛。1.变压器的基本结构(1)铁心.铁心是构成变压器的磁路部分，既是磁通闭合路径，又是绕组的支撑骨架。(2)绕组绕组构成变压器的电路部分，常用绝缘铜线或铝线绕制而成。与电源相连的绕组称为一次绕组，接负载的称为二次绕组。(3)结构形式根据变压器铁心和绕组的配置情况，变压器有芯式和壳式两种形式。2.变压器的工作原理及应用变压器是利用电磁感应原理工作的，它可以根据需要将交流电压升高或降低。在改变电压的同时，频率保持不变。(1)变压器的工作原理1）变压原理2）变流原理即3）阻抗变换原理(2)变压器的特性1）变压器的外特性2）电压变化率(3)变压器的参数1）额定电压和2）额定电流和3）额定容量单相变压器三相变压器2）变压器的短路试验短路试验是为了测定短路电压和短路损耗。(4)变压器的试验1）变压器的空载试验空载试验可以测定变压器的变比3.其他用途变压器(1)三相电力变压器在电力系统中做输、配电之用时，应用最广的是芯式变压器。它是整个电力系统中容量最大、应用最多的电气设备。(2)小功率电源变压器这是最常见的一种变压器，也是比较容易损坏和需要修理或更换的变压器。作为电器维修人员来讲应会对这类小功率变压器进行修理。(3)自耦变压器自耦变压器是一、二次绕组共用同一绕组的变压器，其结构特点是二次绕组是一次绕组的一部分。4.仪用互感器仪用互感器分电压互感器和电流互感器两大类，它们的工作原理与双绕组变压器一样，主要用于测量较大的交流电压及交流电流。（1）电压互感器电压互感器的一次侧绕组匝数很多，并联于待测电路两端；二次侧绕组匝数较少，与电压及电度表、功率表、继电器的电压线圈并联，如图所示。用于将高电压变换成低电压。使用时二次测绕组不允许短路。使用时注意：①二次侧不能短路，以防产生过流；②铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现高压。（2）电流互感器电流互感器实质上是一台二次绕组在短路状态下工作的双绕组变压器，它的一次绕组由一匝或几匝截面较大的导线构成，将其串接在需要测量电流值的电路中。由于二次绕组的匝数较多，截面较小，它与阻抗很小的负载(电流表、瓦特表等的电流线圈)接成闭路，如图所示。使用时注意：①二次侧不能开路，以防产生高电压；②铁心、低压绕组的一端接地，以防在绝缘损坏时，在二次侧出现过压。5.电焊变压器电焊变压器是交流弧焊机的主要组成部分，用来将380V的交流电压，降压为电焊所需的电压，为了适应电焊的工作需要，它的结构与一般的变压器又有所不同，它的二次绕组允许短暂的短路，它的外特性下降得很利害，它的二次绕组输出电流可以在大范围内调节以满足不同规格焊件的焊接需要。