汽車電工電子技術項目三

磁路及電磁器件主講人：江蘇航院

王錦華

變壓器是一種常見的電氣設備，在電力系統和電子線路中應用廣泛。變電壓：電力系統

變阻抗：電子線路中的阻抗匹配變電流：電流互感器

變壓器的主要功能有：

在能量傳輸過程中，當輸送功率P=UIcos

及負載功率因數cos

一定時：電能損耗小節省金屬材料（經濟）一、概述U

I

P=I2

RlI

S單元二

變壓器

發電廠1.05萬伏輸電線22萬伏升壓變電站1萬伏降壓

變壓器應用舉例…降壓實驗室380/220伏降壓儀器36伏降壓1.變壓器的結構變壓器的磁路繞組：一次繞組二次繞組單相變壓器+–+–由高導磁硅鋼片疊成厚0.35mm或0.5mm鐵芯變壓器的電路一次繞組N1二次繞組N2鐵芯2.變壓器的分類電壓互感器電流互感器按用途分電力變壓器（輸配電用）儀用變壓器整流變壓器按相數分三相變壓器單相變壓器按制造方式殼式芯式變壓器符號二、變壓器的工作原理單相變壓器+–+–一次繞組N1二次繞組N2鐵芯

一次、二次繞組互不相連，能量的傳遞靠磁耦合。工作過程：(1)空載運行情況1.單相變壓器的運行情況一次側接交流電源，二次側開路。+–+–+–+–+–

1

空載時，鐵芯中主磁通

是由一次繞組磁通勢產生的。(2)帶負載運行情況一次側接交流電源，二次側接負載。+–+–+–

1

i1有載時，鐵芯中主磁通

是由一次、二次繞組磁通勢共同產生的合成磁通。

2i2+–e2+–e2+–u2

Z

忽略原、副邊繞組的電阻和漏磁通，有說明：(1)式中電壓、電動勢均為有效值；(2)U20為變壓器的空載電壓；(3)U2為帶負載時的輸出電壓；(4)K為變比，也稱為匝比。2.電壓變換（設加正弦交流電壓）結論：(1)變壓器無論是空載還是帶負載運行，電

壓之比均近似等于匝數之比。

(2)改變匝數比，就能改變輸出電壓。變壓器的變比可由其銘牌數據求得，它等于原、副繞組的額定電壓之比。

或一般情況下：I0(2%~3%)I1N很小可忽略。或結論：一次、二次側電流與匝數成反比。磁動勢平衡式：空載磁動勢有載磁動勢3.電流變換因此4.阻抗變換由圖可知：

結論：輸入的電壓、電流和功率不變，變壓器一次側的等

效阻抗模，為二次側所帶負載的阻抗模的K2倍。+–+–+–(1)

變壓器的匝數比應為：信號源R0RL+–R0+–+–解:例1:

如圖交流信號源的電動勢

E=120V，內阻R0=800

，負載為揚聲器，其等效電阻為RL=8

。要求:（1）當RL折算到原邊的等效電阻，即時，求變壓器的匝數比和信號源輸出的功率；（2）當將負載直接與信號源聯接時,信號源輸出多大功率？信號源的輸出功率：電子線路中，常利用阻抗匹配實現最大輸出功率。結論：接入變壓器以后，輸出功率大大提高。原因：滿足了最大功率輸出的條件：（2）將負載直接接到信號源上時，輸出功率為：（1）變壓器的型號三、變壓器的銘牌和技術數據SJL1000/10

變壓器額定容量(KVA)

鋁線圈

冷卻方式J:油浸自冷式F:風冷式相數S:三相D:單相

高壓繞組的額定電壓(KV)

（2）變壓器的命名方法DB—50—2

序號

額定容量（視在功率，VA）主稱DB（電源變壓器）、CB（音頻輸出變壓器）、RB（音頻輸入變壓器）、GB（高壓變壓器）、HB（燈絲變壓器）、SB（音頻定阻式輸送變壓器）、EB（音頻定壓式或自耦式變壓器）（2）額定值

額定電壓U1N、U2N

變壓器二次側開路（空載）時，一次、二次側繞組允許的電壓值單相：U1N，一次側電壓，

U2N，二次側空載時的電壓三相：U1N、U2N，一次、二次側的線電壓

額定電流I1N、I2N

是指原繞組加上額定電壓U1N，二次側滿載運行時，原、副繞組允許長期通過的最大電流（據絕緣材料允許溫度確定）單相：一次、二次側繞組允許的電流值三相：一次、二次側繞組線電流

額定容量

SN

（SN為視在功率，單位是V·A）

傳送功率的最大能力。單相：三相：容量SN

輸出功率P2

一次側輸入功率P1

輸出功率P2注意：變壓器幾個功率的關系（單相）效率容量：一次側輸入功率：輸出功率：變壓器運行時的功率取決于負載的性質(3)變壓器的效率()為減少渦流損耗，鐵芯一般由硅鋼片疊成。

變壓器的損耗包括兩部分：銅損(

PCu)：繞組導線電阻的損耗。渦流損耗：交變磁通在鐵芯中產生的感

應電流(渦流)造成的損耗。磁滯損耗：磁滯現象引起鐵芯發熱，造

成的損耗。

鐵損(

PFe)：變壓器的效率為一般

94%,負載為額定負載的40%～74%時，

最大。輸出功率輸入功率

當電流流入(或流出）兩個線圈時，若產生的磁通方向相同，則兩個流入(或流出）端稱為同極性端。??AXax?AXax1.同極性端(同名端)

或者說，當鐵芯中磁通變化時，在兩線圈中產生的感應電動勢極性相同的兩端為同極性端。

同極性端用“?”表示。增加+–+++–––

同極性端和繞組的繞向有關。四、變壓器繞組的極性?連接

2－3

變壓器一次側有兩個額定電壓為110V的繞組：2.線圈的接法??1324??1324

連接

1－3，2－4當電源電壓為220V時：+–+–電源電壓為110V時：異名端相連，串聯使用，產生的磁場相互疊加。同名端相連，并聯使用，產生的磁場相互疊加。方法一：交流法把兩個線圈的任意兩端(X-x)連接,然后在AX上加一低電壓uAX

。測量：

若說明A與x

或X與a

是同極性端.若

說明A與a或X與x

為同極性端。

結論：VaAXxV3.同極性端的測定方法+–方法二：直流法設S閉合時

增加。感應電動勢的方向，阻止

的增加。

如果當S閉合時，電流表正偏，則A-a為同極性端;結論：Xx電流表+_Aa+–S

如果當S閉合時，電流表反偏，則A-x為同極性端。??AXax+_S+–使用時，改變滑動端的位置，便可得到不同的輸出電壓。實驗室中用的調壓器就是根據此原理制作的。注意：一次、二次側千萬不能對調使用，以防變壓器損壞。五、特殊變壓器1.自耦變壓器ABP+–+–二次側不能短路，以防產生過流；2.鐵芯、低壓繞組的一端接地，以防在絕緣損壞時，在二次側出現高壓。使用注意事項：被測電壓=電壓表讀數

N1/N22.電壓互感器實現用低量程的電壓表測量高電壓電壓表VR

N1（匝數多）熔斷絲

N2（匝數少）~u（被測電壓）被測電流=電流表讀數

N2/N1二次側不能開路，以防產生高電壓；2.鐵芯、二次繞組的一端搭鐵，以防在絕緣損壞時，在二次側出現過壓。使用注意事項：3.電流互感器實現用低量程的電流表測量大電流R（被測電流）N1（匝數少）N2（匝數多）Ai1i2電流表六、汽車上使用的變壓器——點火線圈

利用點火線圈將12V低壓變為15~20kV高壓，通過安裝在氣缸內的火花塞對可燃混合氣進行點火?？煞譃椋洪_磁路式點火線圈閉磁路式點火線圈1.