第5章 电感器和变压器知识全解
电子元器件知识电感器介绍 ppt课件
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不同类型的变压器图
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（一）变压器的分类
1、按工作频率分类
变压器按工作频率可分为高频变压器、中频变压器和低频变压器。
（1）低频变压器可分为音频变压器（20HZ-20KHZ）和电源变压器(50HZ)。
低频变压器：用来传送信号电压和信号功率，还可实现电路之间的阻抗 匹配，对直流电具有隔离作用。主要有输入输出变压器（使末级功放 的输出阻抗与扬声器音圈阻抗匹配）。
电感线圈的标注方法：
①直标法：电感量用数字和单位直接标注在外壳上。单位uH或mH。 如 220uH±5%
②色标法：卧式的与电阻色环法相似。立式的常采用色点法。 单位uH
③数码法：采用格 三物 致位新 数·厚 码德 泽表人 示，P前PT课两件 位有效数，第三位零的个数14 .
注意：小数点用R表示，最后英文字母表示误差。如：8R2J表 示8.2uH。超小型元件（片状）不标偏差，一般为±5%。
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（3）高频变压器一般在收音机做天线线圈和电视机中做天线的阻 抗变换器。
2、按用途分类
变压器按其用途可分为电源变压器、音频变压器、中频变压器、 高频变压器、脉冲变压器、恒压变压器、耦合变压器、自耦变压 器、隔离变压器等多种。
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固定线圈按用途分有
电感器按用途可分为振荡电感器、校正电感器、显像管偏 转电感器、阻流电感器、滤波电感器、隔离电感器、补 偿电感器等。
高频阻流圈：阻止高频交流电流通过，而让低频交流电 流通过。高频扼流圈在塑料或瓷骨架上绕成蜂房式结构， 一般电感量小在2.5-10mH之间。
变压器电感基础知识介绍
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变压器电感的应用场景
变压器电感在电力电子、 通信、控制等领域有广泛 应用。
在通信领域，变压器电感 用于信号传输、天线调谐 等电路中。
ABCD
在电力电子中，变压器电 感用于实现直流-直流转 换器、逆变器等电路中的 电压和电流控制。
在控制领域，变压器电感 用于电机控制、电源管理 等领域。
02 变压器电感的参数与性能
变压器电感通常由导磁材料（如铁芯） 和绕组组成，绕组可以是单层或多层 的线圈。
变压器电感的工作原理
当电流通过变压器电感的绕组 时，会产生磁场，该磁场与绕 组相互作用产生感应电动势。
感应电动势的大小与磁场的变 化率成正比，当电流增加时， 磁场增强，感应电动势也相应 增加。
变压器电感通过磁场耦合的方 式传递能量，实现电压和电流 的变化。
变压器电感的材料选择
导线材料
磁芯材料
选择具有高导电性能的导线材料，如铜、 铝等。
根据应用需求选择合适的磁芯材料，如铁 氧体、硅钢等。
绝缘材料
其他辅助材料
选择具有良好绝缘性能的绝缘材料，如漆 、胶等。
选择合适的辅助材料，如支架、螺丝等， 以支撑和固定电感线圈。
04 变压器电感的常见问题与 解决方案
变压器电感的制造工艺
绕线工艺
根据设计要求，将导线绕制在磁芯上，形成 线圈。
装配与测试
将线圈装配到变压器中，并进行性能测试， 以确保电感性能符合要求。
浸漆与固化
对绕制好的线圈进行浸漆处理，并经过高温 固化，以提高绝缘性能和机械强度。
质量检测与控制
对制造过程中各个环节进行质量检测和控制， 以确保最终产品的质量。
第五章--单相并网逆变器
第5章单相并网逆变器后级的DC- AC部分，采用单相全桥逆变电路，将前级 DC- DC输出的400V 直流电转换成220V/50Hz 正弦交流电，完成逆变向电网输送功率。
光伏并网逆变器实现并网运行必须满足要求：输出电压与电网电压同频同相同幅值，输出电流与电网电压同频同相（单位功率因数），而且其输出还应满足电网的电能质量要求，这些都依赖于逆变器的有效并网控制策略。
光伏并网逆变器拓扑结构按逆变器主电路的拓扑结构分类，主要有推挽逆变器、半桥逆变器和全桥逆变器。
5.1.1推挽式逆变电路推挽式逆变电路由两只共负极的功率开关元件和一个原边带有中心抽头的升压变压器组成。
它结构简单，两个功率管可共同驱动，两个开关元件的驱动电路具有公共地，这将简化驱动电路的设计。
U图5-1 推挽式逆变器电路拓扑推挽式电路的主要缺点是很难防止输出变压器的直流饱和，另外和单电压极性切换的全桥逆变电路相比，它对开关器件的耐压值也高出一倍。
因此适合应用于直流母线电压较低的场合。
此外，变压器的利用率较低，驱动感性负载困难。
推挽式逆变器拓扑结构如图5-1 所示。
5.1.2半桥式逆变电路}半桥式逆变电路使用的功率开关器件较少，电路结构较为简单，但主电路的交流输出电压幅值仅为输入电压的一半，所以在同等容量条件下，其功率开关的额定电流要大于全桥逆变电路中功率元件额定电流，数值为全桥电路的2 倍。
由于分压电容的作用，该电路具有较强的抗电压输出不平衡能力，同时由于半桥式逆变电路控制较为简单，且使用元件少、成本低，因此在小功率等级的逆变电源中常被采用。
其主要缺点是直流侧电压利用率低，在同样的开关频率下电网电流的谐波较大。
图5-2 半桥式逆变器电路拓扑5.1.3全桥式逆变电路全桥逆变电路可以认为是由2 个半桥逆变电路组成的，在单相电压型逆变电路中是应用最多的电路，主要用于大容量场合。
在相同的直流输入电压下，全桥逆变电路的最大输出电压是半桥式逆变电路的2 倍。
变压器与电感器设计手册
变压器与电感器设计手册第一章：引言
1.1研究背景
1.2本手册的目的
1.3变压器与电感器的概念和应用
第二章：变压器设计原理
2.1变压器的基本原理
2.2变压器的结构和工作原理
2.3变压器的主要参数
第三章：变压器设计步骤
3.1根据需求确定变压器的规格和参数
3.2计算铁心尺寸和匝数
3.3计算线圈参数
3.5计算变压器的损耗和效率
3.6设计变压器的辅助电路
第四章：变压器设计技术
4.1变压器设计中常见的问题和解决方法4.2变压器的特殊设计技术
4.3变压器的保护和维护
第五章：电感器设计原理
5.1电感器的基本原理
5.2电感器的结构和工作原理
5.3电感器的主要参数
第六章：电感器设计步骤
6.1根据需求确定电感器的规格和参数6.2计算电感器的线圈参数
6.4计算电感器的性能指标
6.5设计电感器的辅助电路
第七章：电感器设计技术
7.1电感器设计中常见的问题和解决方法7.2电感器的特殊设计技术
7.3电感器的保护和维护
第八章：实例分析与应用
8.1实际变压器设计案例分析
8.2实际电感器设计案例分析
8.3变压器与电感器在不同领域的应用第九章：未来发展及展望
9.1变压器与电感器技术的发展趋势
9.2变压器与电感器设计的挑战与机遇
结论
参考文献
变压器与电感器是电气工程中常见的元件，广泛应用于各种电路
和系统中。
本手册旨在系统地介绍变压器与电感器的设计原理、步骤、技术和实例分析，以及展望未来的发展趋势。
希望对电气工程师和相
关专业人士有所帮助。
电路分析基础(第四版)张永瑞答案第5章
第5 章 互感与理想变压器 解 自耦变压器对求 U1、I1、U2、I2 来说可以等效为题解
5.9图所示的理想变压器。 设a端到c端的匝数为N1， b端到c端 的匝数为N2， 显然， 有
N1 U1 220 1.1 N2 U2 200
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第5 章 互感与理想变压器
设 U2 2000 V ， 则
题解5.7图
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第5 章 互感与理想变压器 5.8 求题5.8图所示的两个电路从ab端看的等效电感Lab。
题5.8图
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第5 章 互感与理想变压器 解 应用互感T形去耦等效， 将题5.8图(a)、 题5.8图(b)分
别等效为题解5.8图(a)、 题解5.8图(b)。 图 (a)： Lab=1+2∥2=2 H 图 (b)： Lab=1+［4+(－1)］∥(2+4)+3=6 H
题解5.6图
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第5 章 互感与理想变压器 5.7 题5.7图所示为全耦合空芯变压器， 求证：当次级短
路时从初级两端看的输入阻抗Zin＝0； 当次级开路时从初级两 端看的输入阻抗Zin＝jωL1。
题5.7图
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第5 章 互感与理想变压器
证明 k=1知互感 M L1L2 。 画T形去耦等效电路并
R r1 r2 Z cosjz 300.8 24
阻抗Z中的电抗即相串联的两个互感线圈等效电感的感抗
X L Z sinjz 30 1 0.82 18
等效电感
L X L 18 57.3mH
2 f 100
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第5 章 互感与理想变压器
由于是顺接，
0.5
d i1 dt
（2）
电感器和变压器的检测和识别
误差 ±20％ ±1％ ±2％ ±3％ ±4％
±5％ ±10％
知识3 电感器和变压器的检测方法
电感线圈只有一部分（阻流圈、振荡线圈LC固定电感线圈）是按标准生 产出来的产品，绝大多数是非标产品，自制。铁心线圈只能用于低频， 铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。
1、电感器线圈的测量 用万用表的欧姆档测量电感器的直流电阻，应不为0和无穷大。
（3）高频扼流圈
用在高频电路中阻碍高频电流的通过。常与电容器串联组成滤波电路， 起到分开高频和低频信号的作用改变磁芯在线圈中的位置就可以达到
改变电感量的目的。如：磁棒式天线线圈－可变电感线圈，其电感量在 一定范围内可以调节。与可变电容器组成调谐器，用于改变谐振回路的 谐振频率。 3、电感器的主要参数 （1）电感量标称值与误差 电感量表示电感线圈工作能力的大小。电感＝磁通/电流 L
变压器也是一种电感器。它是利用两个电感线圈靠近时的互感应现 象工作的。在电路中可以起到电压变换和阻抗变换的作用，是电子产品中 十分常见的元件。 （1）低频变压器 （有两种） 音频变压器：实现阻抗匹配、耦合信号、将信号倒相等。（只有在阻
抗匹配的情况下，音频信号的传输损耗及其失真才能降 到最小。）（20Hz~20KHz） 电压变压器：将220V交流电压升高或降低，变成所需的各种交流电压。 （2）中频变压器（又叫中周） 中周是超外差式收音机和电视机中的重要元件。
例：4N7: 4.7 nH ； 4R7:4.7 μH； 47N:47 nH ； 6R8:6.8 μH 。 其允许偏差也用文字符号表示。
例：±1％ ±2％ ±5％ ±10％ ±20％ ±30％
FG JK
M
N
（3）数码法：用三位数码表示电感量的标称值。一、二位为有效数， 第三位为倍率，即零的个数，单位为μH。 例：102J: 1000 μH,允许偏差±5％； 183K: 18000 μH,允许偏差±10％；
电气基础理论知识
电气基础理论知识1. 涡流是怎样产生的？有何利弊？答：置于变化磁场中的导电物体内部将产生感应电流，以反抗磁通的变化，这种电流以磁通的轴线为中心呈涡旋形态，故称涡流。
在电机中和变压器中，由于涡流存在，将使铁芯产生热损耗，同时，使磁场减弱，造成电气设备效率降低，容量不能充分利用，所以，多数交流电气设备的铁芯，都是用0.35或0.5毫米厚的硅钢片迭成，涡流在硅钢片间不能穿过，从而减少涡流的损耗。
涡流的热效应也有有利一面，如可以利用它制成感应炉冶炼金属，可制成磁电式、感应式电工仪表，还有电度表中的阻尼器，也是利用磁场对涡流的力效应制成的。
2. 什么是趋表效应？趋表效应可否利用？答：当直流电流通过导线时，电流在导线截面分布是均匀的，导线通过交流电流时，电流在导线截面的分布是不均匀的，中心处电流密度小，而靠近表面电流密度大，这种交流电流通过导线时趋于表面的现象叫趋表效应，也叫集肤效应。
考虑到交流电的趋表效应，为了有效地节约有色金属和便于散热，发电厂的大电流母线常用空心的槽形或菱形截面母线。
高压输配电线路中，利用钢芯铝线代替铝绞线，这样既节约了铝导线，又增加了导线的机械强度。
趋表效应可以利用，如对金属进行表面淬火，对待处理的金属放在空心导线绕成的线圈中，线圈中通过高频电流，金属中就产生趋于表面的涡流，使金属表面温度急剧升高，达到表面淬火的目的。
3. 什么是正弦交流电？为什么普遍采用正弦交流电？答：正弦交流电是指电路中的电流、电压及电势的大小都随着时间按正弦函数规律变化，这种大小和方向都随时间做周期性变化的电流称交变电流，简称交流。
交流电可以通过变压器变换电压，在远距离输电时，通过升高电压可以减少线路损耗。
而当使用时又可以通过降压变压器把高压变为低压，这既有利安全，又能降低对设备的绝缘要求。
此外，交流电动机与直流电动机比较，则具有构造简单，造价低廉，维护简便等优点。
在有些地方需要使用直流电，交流电又可通过整流设备将交流电变换为直流电，所以交流电目前获得了广泛地应用。
变压器的基本知识
变压器的基本知识一基本知识一、变压器的用途变压器是借助于电磁感应，以相同的频率，在两个或更多的绕组之间，变换交流电压和电流而传输交流电能的一种静止电器。
变压器的用途很广，在国民经济的各部门，都十分广泛应用着各种各样的变压器。
从电力系统角度而言，一个电力网将许多发电厂和用户联在一起。
从发电厂发出的电能往往需经远距离传输才能到达用电地区，在传输的功率恒定时，传输电压越高，则所需电流越小。
因为电压降正比于电流，电能损耗正比于电流的平方，所以用较高的输电电压可以大大降低线路的电压降和线路的损耗。
要制造电压很高的发电机，目前技术上还很困难，所以需用升压变压器将发电机端的电压升高以后再输送出去。
随着输送距离的增加，输电功率的增大，对变压器的容量和电压等级的要求也就越来越高。
而电力网内部存在多种电压等级，这就需要各种规格电压等级和容量的变压器来联接。
另一方面，当电能输送到受电端时，又必须用降压变压器将输电线路上的高电压降低到配电系统的电压，然后再经过一系统的配电变压器将电压降低到符合用户各种电气设备要求的电压。
由此可见，在电力系统中变压器的地位是十分重要的，不仅需要变压器数量多，通常，变压器的安装总容量为发电机安装总容量的8～10倍。
而且要求其性能好，运行安全可靠。
二、变压器的分类（1）按用途分类，有电力变压器、电炉变压器、整流变压器、弧焊变压器、试验变压器、调压变压器，电抗器和互感器等。
（2）按电源输出相数分类，有单相变压器、三相变压器。
（3）按绝缘介质分类，有干式变压器、油浸式变压器及充气变压器（4）按冷却方式分类，有油浸自冷式变压器、油浸风冷式变压器、油浸强迫油循环风冷却变压器、油浸强迫油循环水冷却变压器及干式变压器。
（5）按绕组数量分类，有双绕组变压器、三绕组变压器及自耦变压器。
（6）按调压方式分类，有无励磁调压变压器、有载调压变压器。
（7）按中性点绝缘水平分类，有全绝缘变压器、分级绝缘变压器。
三、变压器型号及额定参数1、变压器型号变压器的各种分类不能包含变压器的全部特征，需要产品型号把所有的特征均表达出来。
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变压器隔离特性
变压器电路
变压器同名端
铁氧体材料磁性元件实物
5.6 变压器电路详解
• 5.6.1 典型电源变压器电路详解 • 5.6.2 次级带抽头电源变压器电路详解
典型电源变压器电路
次级线圈带抽头电源变压器电路
5.7 动手实验篇之五： 交流电压测量和变压器检测方法
• 5.7.1 万用表交流电压挡实验方法解说 • 5.7.2 变压器检测方法解说
测量初级和次级线圈电阻
测量绝缘电阻
5.8扩展快速阅读篇之四： 认识多种变压器Fra bibliotek多种变压器
• 请见书P162-164
电感器感抗的等效理解电路
线圈中反向电动势极性判别方法
种情况下反向电动势判断方法
电感器主要特性小结
5.3 电感电路详解
• 5.3.1 电感器的串联和并联 • 5.3.2共模和差模电感电路
共模和差模电感电路
共模和差模电感电路
差模和共模电流流过共模电感示意图
差模电感器电路
5.4 普通变压器知识全解
第5章 电感器和变压器知识全解
5.1 电感器知识全解
• • • • 5.1.1 5.1.2 5.1.3 5.1.4 电感器种类和工作原理 电感器外形特征和电路符号 电感器主要参数标注方法 电感器故障处理方法
电感器电路符号解说
万用表测量电感器直流电阻
5.2 电感器主要特性和电感电路详解
• • • • • 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 说 • 5.2.6 通直阻交特性解说 电感器感抗特性解说 电感器电励磁特性解说 磁励电特性解说 线圈中的电流不能发生突变特性解 电感器主要特性小结
• • • • • • 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.4.5 5.4.6 普通变压器种类和外形特征解说 变压器电路符号 变压器结构和工作原理 变压器主要参数解说 变压器六种故障特征 变压器修理和选配方法
几种变压器电路符号解说
变压器结构
5.5 变压器主要特性
• • • • • • 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 5.5.6 变压器隔离特性解说 隔直通交特性解说 变压器变压比解说 变压器电压、电流和阻抗之间关系 变压器同名端特性解说 屏蔽和磁性元件