第七章 磁路与变压器
磁路分析与变压器课件
变压器工作状态与转换
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工作状态
变压器通过电磁感应原理 ，实现交流电压、电流和 阻抗的变换，以传输电能 。
电压转换
变压器通过改变一次绕组 和二次绕组的匝数比，实 现电压的升降转换。
电流转换
根据负载阻抗的不同，变 压器可以改变输出电流的 大小。
变压器效率与性能指标
效率
变压器的效率是指在额定负载时，输出的有功功率与输入的 有功功率之比，理想情况下应为100%。
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变压器设计优化
变压器设计原则与步骤
高效能
优化磁路和电路，降低损耗，提高效 率。
可靠性
确保变压器在规定条件下稳定运行， 具有较长的使用寿命。
变压器设计原则与步骤
• 经济性：在满足性能要求的前提下，降低成本。
变压器设计原则与步骤
要点一
确定规格和参数
根据实际需求和负载要求，确定变压器的规格和参数。
要点二
选择磁路结构
根据变压器的用途和性能要求，选择合适的磁路结构。
变压器设计原则与步骤
设计绕组
根据电压等级和电流大小 ，设计绕组的匝数、线径 和排列方式。
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确定窗口尺寸
根据绕组的大小和绝缘要 求，确定窗口尺寸。
优化器身结构
根据实际需要，优化器身 的结构，如铁心结构、绕 组支撑结构等。
变压器材料选择与优化
变压器性能的影响。
改进冷却系统
提高冷却系统的散热能 力和效率，确保变压器 在高温环境下稳定运行
。
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变压器故障诊断与维护
变压器常见故障与诊断
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绕组故障
绕组短路、断路、松动或烧毁 等故障，可能导致变压器无法
第七章 变压器
第七章 变压器本章的主要任务是学习磁路的基本定律和变压器的基本工作原理，了解变压器的主要性能指标及其工程应用。
本章基本要求1. 掌握磁路欧姆定律。
2. 了解变压器的基本结构。
3. 熟悉变压器的工作原理和外特性。
4. 了解变压器的主要性能指标。
5. 学会变压器绕组的极性测定。
6. 了解特殊变压器的用途。
本章习题解析7－1 变压器是否能用来变换恒定直流电压？为什么？答：变压器的工作原理是电磁感应原理，即原边交变的电流在铁心激发交变的磁场，副边的线圈在交变的磁场中产生交变的感应电动势。
平稳的直流电不可能有这种“电生磁-磁生电”的持续变换过程。
因此，没有直接用于直流电传输的变压器。
7－2 变压器的主磁通与什么因素有关？当原边电压不变，副边负载变化时，工作磁通的大小会发生变化吗？试分析其过程。
答：影响变压器主磁通大小的因素有电源电压u 1、电源频率f 和一次侧线圈匝数N 1，与铁心材质及几何尺寸基本无关。
副边负载变化时，工作磁通的大小会变化。
因为一次侧接交流电源，二次侧接负载L Z ，二次侧中便有负载电流流过，这种情况称为负载运行。
根据磁动势平衡和能量传递，当接入2222F I N I Z L →→→也将作用于主磁路上。
F 2的出现，使m Φ趋于改变。
7－3 变压器原、副边之间没有电的直接联系，原边输出的能量是怎样传递到副边的？当变压器副边负载减小时，原边供给能量也随之减少，为什么？答：变压器的基本工作原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理：当一次侧绕组加上电压u 1时，流过电流i 1，在铁心中就产生交变磁通Φ1，这个磁通称为主磁通，在它的作用下，两侧绕组分别感应电势e 1和e 2，感应电势公式为E = 4.44fN Φm ，式中E 为感应电势有效值，f 为频率，N 为匝数，Φm 为主磁通最大值。
由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势e 1和e 2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压u 1和u 2大小也就不同。
电机学复习题
《电机学》复习题一、磁路与变压器1、变压器就是利用___________ 原理来升高或降低电压的一种静止的电能转换器。
2、_____ 是所有变压器中用途最广、生产量最大的一种变压器。
（A）电力变压器；（B）整流变压器；（C）电炉变压器；（D ）高压试验变压器3、变压器铁芯多采用交叠式装配，使各层的接缝不在同一地点，可增大激磁电流。
（）4、为了绝缘方便，变压器低压绕组紧靠铁芯，高压绕组则套在低压绕组的外面。
（）5、在三相变压器中，额定电压都是指线电压。
（）6、在三相变压器中，额定电流都是指相电流。
（）7、三相变压器其铭牌数据S N =5000kVA，U IN /U2N =66/10.5 kV，一次侧为Y接法，二次侧为△接法，则二次侧的额定电流为_____________ 。
（A）375A ；（B）297.4A ；（C）43.74A ；（D）274.93A。
&三相变压器其铭牌数据S N =50kVA，U IN /U2N =10000/400 V，一次侧、二次侧都为Y接法，则一次侧的额定电流为___________ 。
（A） 4.89A ；（B） 2.89A ；（C）42.17A ；（D）72.17A。
9、变压器从一次侧到二次侧的能量传递过程是依靠___________ 的媒介而实现的。
10、变压器在铁芯饱和时，为了得到正弦变化的磁通，磁化电流中的高次谐波分量，尤其是_________ 是必需的。
11、变压器在铁芯饱和时，如果磁化电流为纯粹的正弦波，则磁通便为一正弦波。
（）12、变压器在感性负载时，二次侧端电压一定低于二次侧的感应电势。
（）13、变压器在容性负载时，二次侧端电压一定低于二次侧的感应电势。
（）14、变压器空载试验可以测定变压器的变压比、空载电流、空载损耗以及15、为了安全，变压器的空载试验一般都在低压侧进行。
（）16、为了测量方便，变压器负载试验时一般都是把低压侧接电源，而令高压侧短路。
电工技术电子技术-磁路与变压器50页PPT
11、越是没有本领的就越加自命不凡。——邓拓 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。——爱尔兰 13、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。——老子 14、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。——歌德 15、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。——迈克尔·F·斯特利
电工技术电子技术-磁路与变 压器
11、战争满足了，或曾经满足过人的 好斗的 本能， 但它同 时还满 足了人 对掠夺 ，破坏 以及残 酷的纪 律和专 制力的 欲望。 ——查·埃利奥 特 12、不应把纪律仅仅看成教育的手段 。纪律 是教育 过程的 结果， 首先是 学生集 体表现 在一切 生活领 域—— 生产、 日常生 活、学 校、文 化等领 域中努 力的结 果。— —马卡 连柯(名 言网)
磁路与变压器习题参考答案
磁路与变压器习题参考答案一、填空题1．变压器运行中，绕组中电流的热效应所引起的损耗称为铜损耗；交变磁场在铁心中所引起的磁滞损耗和涡流损耗合称为铁损耗。
铁损耗又称为不变损耗；铜损耗称为可变损耗。
2．变压器空载电流的有功分量很小，无功分量很大，因此空载的变压器，其功率因数很低，而且是感性的。
3．电压互感器在运行中，副方绕组不允许短路；而电流互感器在运行中，副方绕组不允许开路。
从安全的角度出发，二者在运行中，其铁心和副绕组都应可靠地接地。
4．变压器是能改变电压、电流和阻抗的静止的电气设备。
5．三相变压器的额定电压，无论原方或副方的均指其线电压；而原方和副方的额定电流均指其线电流。
6．变压器空载运行时，其空载电流是很小的，所以空载损耗近似等于铁损耗。
7．电源电压不变，当副边电流增大时，变压器铁心中的工作主磁通Φ将基本维持不变。
二、判断题1. 变压器的损耗越大，其效率就越低。
（对）2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通和铁损耗基本不变。
（对）3. 变压器无论带何性质的负载，当负载电流增大时，输出电压必降低。
（错）4. 电流互感器运行中副边不允许开路，否则会感应出高电压而造成事故。
（错）5. 互感器既可用于交流电路又可用于直流电路。
（错）6. 变压器是依据电磁感应原理工作的。
（对）7. 电机、电器的铁心通常都是用软磁性材料制成。
（对）8. 自耦变压器由于原副边有电的联系，所以不能作为安全变压器使用。
（对）9. 变压器的原绕组就是高压绕组。
（错）三、选择题1. 变压器若带感性负载，从轻载到满载，其输出电压将会（ B ）A、升高；B、降低；C、不变。
2. 变压器从空载到满载，铁心中的工作主磁通将（ C ）A、增大；B、减小；C、基本不变。
3. 电压互感器实际上是降压变压器，其原、副方匝数及导线截面情况是（A ）A、原方匝数多，导线截面小；B、副方匝数多，导线截面小。
4. 自耦变压器不能作为安全电源变压器的原因是（ B ）A、公共部分电流太小；B、原副边有电的联系；C、原副边有磁的联系。
磁路与变压器资料课件
变压器是利用电磁感应原理实现电压、电流和阻抗变 换的电气设备。当交流电压施加在变压器的一次绕组 时，产生交变磁通，该磁通穿过二次绕组，产生感应 电动势。根据电磁感应定律，感应电动势的大小与磁 通的变化率成正比。由于一次绕组和二次绕组匝数不 同，因此一次绕组和二次绕组上的感应电动势也不同 ，从而实现电压的变换。
02
磁路设计要考虑材料的 成本和可获得性，以及 材料的物理和机械性能 。
03
磁路设计要尽可能减小 磁滞、涡流和磁饱和等 效应，以提高变压器的 效率。
04
磁路设计要考虑散热问 题，以保证变压器在正 常工作温度下运行。
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变压器性能分析
变压器效率与损耗
变压器效率
变压器效率是指在正常工作条件下，其输出功率与输入功率的比值，是衡量变压 器性能的重要指标。
磁感应
描述磁场对通电导体作用的物理量， 其大小与导体在磁场中的长度、电流 大小及磁场强度有关。
磁通
穿过某一面积的磁力线总数，反映了 磁场在某一区域的强弱。
磁导率与磁阻
磁导率
描述材料导磁性能的物理量，其值越大表示导磁性能越好。
磁阻
反映磁场传播速度的物理量，与磁导率成反比关系。
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变压器原理
变压器工作原理
感谢观看
变压器损耗
变压器在运行过程中会产生铁损和铜损，铁损主要是由于磁滞和涡流现象引起的 ，而铜损则是由电流通过绕组时产生的电阻损耗。
变压器绝缘与散热
变压器绝缘
变压器绝缘是保证变压器正常运行的重要条件，主要分为内 绝缘和外绝缘，内绝缘是变压器油、纸、纸板等绝缘材料， 外绝缘则是变压器外部的绝缘套管和绝缘子等。
变压器设计制造中的挑战与解决方案