变压器及磁性材料基本知识简介
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变压器的基础知识一.变压器:是一种静止的电机,它利用电磁感应原理将一种电压、电流的交流电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。
换句话说,变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。
二.结构:铁心和绕组:变压器中最主要的部件,他们构成了变压器的器身。
铁心:构成了变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。
铁心由铁心柱和铁轭两部分构成。
铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路。
铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁心中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料——硅钢片叠成。
硅钢片有热轧和冷轧两种,其厚度为0.35~0.5mm,两面涂以厚0.02~0.23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。
绕组:绕组是变压器的电路部分,它由铜或铝绝缘导线绕制而成。
一次绕组(原绕组):输入电能二次绕组(副绕组):输出电能他们通常套装在同一个心柱上,一次和二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。
其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。
从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。
由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。
其他部件:除器身外,典型的油锓电力变压器中还有油箱、变压器油、绝缘套管及继电保护装置等部件。
三.额定值额定值是制造厂对变压器在指定工作条件下运行时所规定的一些量值。
额定值通常标注在变压器的铭牌上。
变压器的额定值主要有:1.额定容量S N额定容量是指额定运行时的视在功率。
以 VA 、kVA 或MVA 表示。
由于变压器的效率很高,通常一、二次侧的额定容量设计成相等。
2.额定电压U 1N 和U 2N正常运行时规定加在一次侧的端电压称为变压器一次侧的额定电压U 1N 。
二次侧的额定电压U 2N 是指变压器一次侧加额定电压时二次侧的空载电压。
磁性材料基础知识(入门)磁性材料:概述:磁性是物质的基本属性之一。
磁性现象是与各种形式的电荷运动相关联的,由于物质内部的电子运动和自旋会产生一定大小的磁场,因而产生磁性。
一切物质都具有磁性。
自然界的按磁性的不同可以分为顺磁性物质,抗磁性物质,铁磁性物质,反铁磁性物质,以及亚铁磁性物质,其中铁磁性物质和亚铁磁性物质属于强磁性物质,通常将这两类物质统称为磁性材料。
1.磁性材料的分类,性能特点和用途:铁氧体磁性材料,一般是指氧化铁和其他金属氧化物的符合氧化物。
他们大多具有亚铁磁性。
特点:电阻率远比金属高,约为1-10(12次方)欧/厘米,因此涡损和趋肤效应小,适于高频使用。
饱和磁化强度低,不适合高磁密度场合使用。
居里温度比较低。
2 铁磁性材料:指具有铁磁性的材料。
例如铁镍钴及其合金,某些稀土元素的合金。
在居里温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。
3 亚铁磁性材料:指具有亚铁磁性的材料,例如各种铁氧体,在奈尔温度以下,加外磁时材料具有较大的磁化强度。
4 永磁材料:磁体被磁化厚去除外磁场仍具有较强的磁性,特点是矫顽力高和磁能积大。
可分为三类,金属永磁,例,铝镍钴,稀土钴,铷铁硼等。
铁氧体永磁,例,钡铁氧体,锶铁氧体,其他永磁,如塑料等。
5软磁材料:容易磁化和退磁的材料。
锰锌铁氧体软磁材料,其工作频率在1K-10M之间。
镍锌铁氧体软磁材料,工作频率一般在1-300MHZ6.金属软磁材料:同铁氧体相比具有高饱和磁感应强度和低的矫顽力,例如工程纯铁,铁铝合金,铁钴合金,铁镍合金等,常用于变压器等。
术语:1 饱和磁感应强度:(饱和磁通密度)磁性体被磁化到饱和状态时的磁感应强度。
在实际应用中,饱和磁感应强度往往是指某一指定磁场(基本上达到磁饱和时的磁场)下的磁感应强度。
2 剩磁感应强度:从磁性体的饱和状态,把磁场(包括自退磁场)单调的减小到0的磁感应强度。
3 磁通密度矫顽力,他是从磁性体的饱和磁化状态,沿饱和磁滞回线单调改变磁场强度,使磁感应强度B减小到0时的磁感应强度。
变压器磁芯的种类及应用磁性材料一. 磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
变压器磁芯的种类及应用磁性材料一. 磁性材料的基本特性1. 磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2. 软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝f2 t2 / ,ρ降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3. 软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
变压器结构简介与工作原理一、变压器结构简介变压器是一种用来改变交流电压的电气设备,它由磁性材料和绕组组成。
常见的变压器结构主要包括铁芯、一次绕组、二次绕组和绝缘材料。
1. 铁芯:铁芯是变压器的主要结构部分,通常由硅钢片叠压而成。
它的作用是提供一个低磁阻的磁路,使磁场能够有效地传递。
2. 一次绕组:一次绕组是变压器中与输入电源相连的绕组,也称为原边绕组。
它通常由导电材料(如铜线)绕制而成,用于接收输入电源的电能。
3. 二次绕组:二次绕组是变压器中与负载设备相连的绕组,也称为副边绕组。
它的作用是将输入电能转换为适合负载设备使用的电能。
4. 绝缘材料:绝缘材料用于隔离和保护变压器的各个部分,防止电流泄漏和短路等故障发生。
常见的绝缘材料包括绝缘纸、绝缘漆和绝缘胶带等。
二、变压器工作原理变压器的工作原理基于电磁感应定律,即当变化的电流通过绕组时,会在铁芯中产生磁场,从而诱导出相应的电压。
1. 基本原理:变压器的基本原理是利用交流电的变化来产生磁场,进而诱导出电压。
当输入电源的交流电流通过一次绕组时,会在铁芯中产生磁场。
这个磁场会穿过二次绕组,从而在二次绕组中诱导出电压。
2. 变压器方程式:变压器的工作可以通过变压器方程式来描述。
根据变压器方程式,输入电压与输出电压之间的关系可以表示为:V1/N1 = V2/N2,其中V1和V2分别表示输入电压和输出电压,N1和N2分别表示一次绕组和二次绕组的匝数。
3. 变压器的步骤:变压器的工作包括以下几个步骤:a. 输入电源通过一次绕组,产生磁场;b. 磁场穿过铁芯,诱导出二次绕组中的电压;c. 输出电压通过二次绕组传递给负载设备。
4. 变压器的应用:由于变压器可以改变电压的大小,因此广泛应用于电力系统、工业生产和家庭用电等领域。
它可以将高电压输送到远距离,并在终端降低电压以供各种设备使用。
总结:变压器是一种用来改变交流电压的电气设备,由铁芯、一次绕组、二次绕组和绝缘材料等部分组成。
变压器磁芯的种类及应用【最全资料】1.磁性材料的磁化曲线磁性材料是由铁磁性物质或亚铁磁性物质组成的,在外加磁场H 作用下,必有相应的磁化强度M 或磁感应强度B,它们随磁场强度H 的变化曲线称为磁化曲线(M~H或B~H曲线)。
磁化曲线一般来说是非线性的,具有2个特点:磁饱和现象及磁滞现象。
即当磁场强度H 足够大时,磁化强度M达到一个确定的饱和值Ms,继续增大H,Ms 保持不变;以及当材料的M值达到饱和后,外磁场H降低为零时,M 并不恢复为零,而是沿MsMr曲线变化。
材料的工作状态相当于M~H曲线或B~H曲线上的某一点,该点常称为工作点。
2.软磁材料的常用磁性能参数饱和磁感应强度Bs:其大小取决于材料的成分,它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
剩余磁感应强度Br:是磁滞回线上的特征参数,H回到0时的B 值。
矩形比:Br∕Bs矫顽力Hc:是表示材料磁化难易程度的量,取决于材料的成分及缺陷(杂质、应力等)。
磁导率μ:是磁滞回线上任何点所对应的B与H的比值,与器件工作状态密切相关。
初始磁导率μi、最大磁导率μm、微分磁导率μd、振幅磁导率μa、有效磁导率μe、脉冲磁导率μp。
居里温度Tc:铁磁物质的磁化强度随温度升高而下降,达到某一温度时,自发磁化消失,转变为顺磁性,该临界温度为居里温度。
它确定了磁性器件工作的上限温度。
损耗P:磁滞损耗Ph及涡流损耗 Pe P = Ph + Pe = af + bf2+ c Pe ∝ f2 t2 / ,ρ 降低,磁滞损耗Ph的方法是降低矫顽力Hc;降低涡流损耗Pe 的方法是减薄磁性材料的厚度t 及提高材料的电阻率ρ。
在自由静止空气中磁芯的损耗与磁芯的温升关系为:总功率耗散(mW)/表面积(cm2)3.软磁材料的磁性参数与器件的电气参数之间的转换在设计软磁器件时,首先要根据电路的要求确定器件的电压~电流特性。
器件的电压~电流特性与磁芯的几何形状及磁化状态密切相关。
变压器知识点变压器是一种通过电磁感应原理来改变交流电压的电气设备。
它在电力系统中起到了至关重要的作用,能够将输送电线上的高压电能降低到用户需要的低压,或者将发电机产生的低压电能提升到输电线所需的高压。
变压器的主要组成部分包括铁芯、一组绕组和外壳。
铁芯是由硅钢片组成的,它具有很高的导磁性能,可以集中磁通线圈中,提高磁链接效果。
一组绕组分为初级绕组和次级绕组,它们分别与输入电源和输出负载相连接,通过电流的变化来实现能量的传递和转换。
外壳则起到保护绕组和铁芯的作用,同时也能散热和隔离电路。
变压器的工作原理是通过电磁感应的原理实现的。
当交流电通过初级绕组时,产生的交变磁场通过铁芯传递到次级绕组上,导致次级绕组中的电流也随之变化。
根据法拉第电磁感应定律,绕组中的电流变化会产生感应电动势,从而改变输出电压。
由于变压器有一定的功率损耗,还会产生一定的热量,因此需要散热装置进行散热。
变压器主要有两种工作方式:升压和降压。
升压变压器将输送电线上的低压电能提升到输电线所需的高压,用于远距离输送电能。
降压变压器则将输送线上的高压电能降低到用户所需的低压,用于供应家庭和工业用电。
此外,变压器还能实现电压的稳定和调节,以保证电力系统正常运行。
变压器的性能指标有很多,其中最重要的是变比和效率。
变比指的是变压器的输入电压与输出电压之间的比值,它决定了变压器的电压变换能力。
效率则是指变压器输入功率和输出功率的比值,用来衡量变压器转换能量的效率。
在实际应用中,还需要考虑变压器的容量、绝缘等级和工作温度等因素。
总之,变压器是电力系统中不可或缺的设备,它能够实现电压的变换和变压,为人们的日常生活和工业生产提供稳定可靠的电力供应。
了解变压器的工作原理和性能指标对于电气工程师和电力工作者来说至关重要,可以帮助他们设计和维护安全高效的电力系统。
物理变压器知识点归纳总结导言变压器是一种用来改变交流电压的电气设备,它可以将高压的电能通过电磁感应变换成低压的电能,或者将低压的电能通过电磁感应变换成高压的电能。
变压器在电力工业中起着非常重要的作用,它广泛应用于输电、配电和各种电子设备中。
了解变压器的工作原理和性能指标对于电气工程师和电力工作者来说至关重要。
本文将对变压器的相关知识点进行归纳总结,希望能够帮助读者更好地理解和应用变压器。
一、变压器的基本原理1. 电磁感应原理变压器的工作原理基于电磁感应现象,即当一个磁场发生变化时,就会在周围产生感应电流。
变压器中的主要元件是两个线圈,它们分别被称为原边线圈和副边线圈,原边线圈通常接入电源,副边线圈则接入负载。
当原边线圈中的电流发生变化时,就会在副边线圈中诱导出感应电流,从而改变副边线圈中的电压。
这就实现了电压的改变。
2. 变压器的结构变压器一般由铁芯和线圈组成。
铁芯是用来集中和导出磁场的材料,通常采用硅钢片或铁氧体材料制成。
线圈则是由绝缘导线绕制而成,用来产生主磁场和感应电流。
线圈的绕制方式决定了变压器的变压比,即原边线圈的匝数与副边线圈的匝数之比,这决定了电压的变化情况。
3. 变压器的工作原理变压器通过电磁感应原理来实现电压的变换。
当原边线圈中的电流发生变化时,就会在铁芯中产生主磁场,并诱导出副边线圈中的感应电流,从而改变副边线圈中的电压。
根据变压器的结构组成和工作原理,在实际应用中可以根据需要来设计不同类型的变压器,包括干式变压器、油浸式变压器、自耦变压器等。
二、变压器的性能指标1. 变压器的额定容量变压器的额定容量是指变压器能够持续运行的最大功率。
通常以千伏安(kVA)为单位来表示。
变压器的额定容量决定了它能够承受的负载大小,因此在选择和设计变压器时需要根据实际需求来确定额定容量。
2. 变压器的变压比变压器的变压比是指原边线圈的匝数与副边线圈的匝数之比。
通过变压比可以确定输入和输出电压之间的关系。
1.磁性材料简介磁性材料是指由过渡金属元素铁、钴、镍及其合金等组成的能够直接或间接产生磁性的物质。
根据物质在外磁场中表现出的特性,物质的磁性可分为五类:顺磁性、抗磁性、铁磁性、亚铁磁性、反铁磁性。
我们把顺磁性和抗磁性物质称为弱磁性物质,把铁磁性和亚铁磁性物质称为强磁性物质。
通常所说的磁性材料是指强磁性物质。
磁性材料按磁化后去磁的难易可分为软磁材料和硬磁材料。
磁化后容易去掉磁性的物质叫软磁材料,不容易去磁的物质叫硬磁材料,也称为永磁材料。
软硬磁材料最明显的区别就是矫顽力,一般来讲软磁材料的矫顽力较小,硬磁材料的矫顽力较大。
通常软磁材料的矫顽力小于80 A/m,而永磁材料的矫顽力则大于4000 A/m。
磁性材料按使用又可分为软磁材料、永磁材料和功能磁性材料。
功能磁性材料主要有磁致伸缩材料、磁记录材料、磁电阻材料、磁泡材料、磁光材料、旋磁材料以及磁性薄膜材料等。
磁性材料的磁化过程可通过磁滞回线来表示。
图1和1’分别为软磁材料和永磁材料的磁滞回线。
其中Bs表示饱和磁感应强度,Br表示剩磁,Hc表示矫顽力。
图中可以看出,软磁材料和硬磁材料最明显的区别就在于,硬磁材料的矫顽力远大于软磁材料。
图1 磁性材料的磁滞回线1:软磁材料的磁滞回线,1’:硬磁材料的磁滞回线;Hc、Hc’:矫顽力;Bs、Bs’:饱和磁感应强度;Br、Br’:剩磁。
1.1 磁性材料各性能参数(1)饱和磁感应强度Bs:是指磁体被磁化至饱和状态时的磁感应强度,其大小取决于材料的成分,与其他外在条件无关。
它所对应的物理状态是材料内部的磁化矢量整齐排列。
(2)剩余磁感应强度Br:磁性材料经磁化至技术饱和,去掉外磁场后所保留的表面场Br, 称为剩余磁感应强度。
简称剩磁,用Br表示,单位为特斯拉(T)或高斯(Gs),换算关系为1 T=10000 Gs。
(3)矫顽力Hc:磁性材料在饱和磁化后,当外磁场退回到零时其磁感应强度B 并不退到零,只有在原磁化场相反方向加上一定大小的磁场才能使磁感应强度退回到零,该磁场称为矫顽磁场,又称矫顽力。