《空心變壓器》PPT課件.ppt

10-3 空心變壓器,什么是空心變壓器？,兩個(gè)耦合線圈繞在一個(gè)由非鐵磁性材料制成的心子上組成空心變壓器，該器件通過(guò)磁耦合實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳輸能量和信號(hào)的功能，是一種能量傳輸裝置。,a)與電源相連的一邊稱為原邊(初級(jí))，其線圈稱為原線圈，R1 和 L1分別表示原線圈的電阻和電感。,b)與負(fù)載相連的一邊稱為副邊(次級(jí))，其線圈稱為副線圈，R2 和 L2分別表示副線圈的電阻和電感。,c)M為兩線圈的互感系數(shù),RL 和 XL 分別表示負(fù)載的電阻和電抗。,d)注意圖中參考方向的規(guī)定。,原邊回路阻抗,副邊回路阻抗,列寫上圖 KVL 方程：,解上述方程組可得：,空心變壓器原邊、副邊的電流關(guān)系：,引入阻抗,原邊輸入阻抗,引入阻抗 又稱反映阻抗，它是副邊的回路阻抗 Z22 通過(guò)互感反映到原邊的等效阻抗。引入阻抗的性質(zhì)與 Z22 相反，即感性(容性)變?yōu)槿菪?感性)。引入阻抗表明副邊回路對(duì)原邊回路有影響。引入阻抗吸收的復(fù)功率就是副邊回路吸收的復(fù)功率。,根據(jù) ，可得原邊等效電路如左圖。,根據(jù)上式可得空心變壓器的副邊等效電路如右上圖。,雖然原邊和副邊之間沒(méi)有電的聯(lián)系，但在互感的作用下，副邊有一互感電壓，它將使閉合的副邊回路產(chǎn)生電流，反過(guò)來(lái)這個(gè)電流又影響到原邊電壓。,副邊等效電路的另一形式,+,此時(shí)負(fù)載獲得的功率：,實(shí)際上是最佳匹配：,解：依題意，有,解：方法(1)：回路法。,方法(2)：利用空心變壓器的等效電路。,1.理想變壓器,空心變壓器如果同時(shí)滿足下列 3 個(gè)條件即演變?yōu)槔硐胱儔浩鳎?1)變壓器本身無(wú)損耗； 2)耦合因數(shù) ，即全耦合； 3)L1、L2和M均為無(wú)限大，但保持 不變， n為匝數(shù)比。,10-4 理想變壓器,綜上可知理想變壓器是一種特殊的無(wú)損耗全耦合變壓器，其電路圖形符號(hào)如下，并且其原邊和副邊的電壓和電流總滿足下列關(guān)系：,注意上式是根據(jù)圖中的參考方向和同名端列出的。式中 n = N1/N2，稱為理想變壓器的變比。理想變壓器的特性方程為代數(shù)關(guān)系，因此無(wú)記憶作用，理想變壓器不是動(dòng)態(tài)元件。,1) 功率性質(zhì)：,由此可以看出，理想變壓器既不耗能，也不儲(chǔ)能，它將能量由原邊全部傳輸?shù)礁边呡敵?，在傳輸過(guò)程中，僅僅將電壓、電流按變比作數(shù)值變換。即它在電路中只起傳遞信號(hào)和能量的作用。,2.理想變壓器的性質(zhì),理想變壓器吸收的瞬時(shí)功率為,理想變壓器的方程為,2)阻抗變換性質(zhì),當(dāng)理想變壓器的副邊接入阻抗 ZL 時(shí)，原邊輸入阻抗為：,即 n2ZL 為副邊折合到原邊的等效阻抗。,3)兩種特殊情況,輸出端短路，此時(shí),輸出端開(kāi)路，此時(shí),3.理想變壓器的受控源等效電路,解：,方法（1）戴維南等效電路,要使RL上獲得最大功率，則,由于理想變壓器不耗能，因此等效電阻上的功率即為負(fù)載電阻的功率。,要使n2RL上獲得最大功率，則,方法（3）列寫電路KVL方程利用方程組找出功率表達(dá)式并求解。,例10.5,解：方法（1）列方程,解得,方法（2）阻抗變換,例10.5,方法（3