《空心變壓器》PPT課件.ppt

10-3 空心變壓器,什么是空心變壓器？,兩個耦合線圈繞在一個由非鐵磁性材料制成的心子上組成空心變壓器，該器件通過磁耦合實現(xiàn)了從一個電路向另一個電路傳輸能量和信號的功能，是一種能量傳輸裝置。,a)與電源相連的一邊稱為原邊(初級)，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)與負載相連的一邊稱為副邊(次級)，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，反過來這個電流又影響到原邊電壓。,副邊等效電路的另一形式,+,此時負載獲得的功率：,實際上是最佳匹配：,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滿足下列 3 個條件即演變?yōu)槔硐胱儔浩鳎?1)變壓器本身無損耗； 2)耦合因數(shù) ，即全耦合； 3)L1、L2和M均為無限大，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損耗全耦合變壓器，其電路圖形符號如下，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，因此無記憶作用，理想變壓器不是動態(tài)元件。,1) 功率性質(zhì)：,由此可以看出，理想變壓器既不耗能，也不儲能，它將能量由原邊全部傳輸?shù)礁边呡敵?，在傳輸過程中，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，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,輸出端開路，此時,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