电感变压器设计PPT课件
合集下载
《耦合电感和变压器》课件
变压器
变压器广泛应用于电力系统中，用于 调节电压、隔离电路以及实现远距离 输电等。
优缺点的比较
耦合电感
耦合电感的优点在于体积小、重量轻、结构简单，同时具有较好的频率特性， 适用于高频信号的处理。缺点在于其传递的功率较小，通常用于信号传输和变 换。
变压器
变压器的优点在于能够传递大功率的电能，实现电压的调节和隔离，同时具有 较好的绝缘性能和过载能力。缺点在于体积较大，结构复杂，且在高频应用时 可能会出现磁饱和等问题。
变压器的分类
根据用途不同，变压器可以分为电力 变压器、电源变压器、音频变压器、 脉冲变压器等。电力变压器主要用于 电力系统中的电压变换，而电源变压 器则用于电子设备和仪器的电源供应 。音频变压器和脉冲变压器则分别用 于音频信号和脉冲信号的处理和传输 。
VS
根据结构不同，变压器可以分为芯式 变压器和壳式变压器。芯式变压器的 绕组围绕铁芯缠绕，而壳式变压器的 绕组则围绕圆柱形铁芯外部缠绕。芯 式变压器具有较高的绝缘性能和机械 强度，而壳式变压器则具有较小的体 积和较高的功率密度。
耦合电感器在电路中的作用
能量传输与转换
耦合电感器在电路中主要起能量 传输和转换的作用，可以将电能 转换为磁场能，再传输到另一个
线圈中转换为电能。
阻抗变换
通过改变耦合电感器的匝数比，可 以实现阻抗的变换，用于匹配电路 中的阻抗。
信号分离与处理
在信号处理电路中，耦合电感器可 以用于分离不同频率的信号，或者 对信号进行滤波、陷波等处理。
01
02
03
电力传输
变压器用于升高或降低电 压，以实现电力的远距离 传输或适配不同设备的电 压需求。
家电设备
家用电器中的电源变压器 将家庭电压转换为设备内 部电路所需的电压。
变压器广泛应用于电力系统中，用于 调节电压、隔离电路以及实现远距离 输电等。
优缺点的比较
耦合电感
耦合电感的优点在于体积小、重量轻、结构简单，同时具有较好的频率特性， 适用于高频信号的处理。缺点在于其传递的功率较小，通常用于信号传输和变 换。
变压器
变压器的优点在于能够传递大功率的电能，实现电压的调节和隔离，同时具有 较好的绝缘性能和过载能力。缺点在于体积较大，结构复杂，且在高频应用时 可能会出现磁饱和等问题。
变压器的分类
根据用途不同，变压器可以分为电力 变压器、电源变压器、音频变压器、 脉冲变压器等。电力变压器主要用于 电力系统中的电压变换，而电源变压 器则用于电子设备和仪器的电源供应 。音频变压器和脉冲变压器则分别用 于音频信号和脉冲信号的处理和传输 。
VS
根据结构不同，变压器可以分为芯式 变压器和壳式变压器。芯式变压器的 绕组围绕铁芯缠绕，而壳式变压器的 绕组则围绕圆柱形铁芯外部缠绕。芯 式变压器具有较高的绝缘性能和机械 强度，而壳式变压器则具有较小的体 积和较高的功率密度。
耦合电感器在电路中的作用
能量传输与转换
耦合电感器在电路中主要起能量 传输和转换的作用，可以将电能 转换为磁场能，再传输到另一个
线圈中转换为电能。
阻抗变换
通过改变耦合电感器的匝数比，可 以实现阻抗的变换，用于匹配电路 中的阻抗。
信号分离与处理
在信号处理电路中，耦合电感器可 以用于分离不同频率的信号，或者 对信号进行滤波、陷波等处理。
01
02
03
电力传输
变压器用于升高或降低电 压，以实现电力的远距离 传输或适配不同设备的电 压需求。
家电设备
家用电器中的电源变压器 将家庭电压转换为设备内 部电路所需的电压。
变压器的基本工作原理和结构PPT课件
U1N—是指规定加到一次侧的电压， U2N—变压器一次侧加额定电压，二次侧空载时的二
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
次端电压。 对三相变压器，铭牌上的额定电压指线电压 额定电流(IN)——指变压器在额定容量下，允许长期通
过的电流，三相变压器指的是线电流值。单位用A或kA。 额定频率〔HZ)—电力变压器的额定频率是50Hz 效率、温升
图3.1.8 壳式变压器的结构示意图
※ 芯式变压器绕组和铁芯的装配示意图
绕组同芯套装在变压器铁心柱上，低 压绕组在内层，高压绕组套装在低压 绕组外层，以便于绝缘。
图3.1.9 芯式变压器的铁芯和绕组的装配示意图
● 绕组的根本型式——同心式
※ 同芯式——铁芯式变压 器常用。高压绕组和低压 绕组均做成圆筒形，然后 同芯地套在铁芯柱上 ，为
平安气道——〔防爆筒〕如果是严重事故，变压器油大量 汽化，油气冲破平安气道管口的密封玻璃，冲出变压器油 箱，防止油箱爆裂。
吸湿器—— 〔呼吸器〕内装硅胶〔活性氧休铝〕，用以吸 收进入储油柜中空气的水分
净油器——过滤油中杂质，改善变压器油的性能
3.1.3 变压器的型号与额定值
一、变压器型号
型号——可反映出变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方 式等内容
变压器运行时产生热量，使变 压器油膨胀，储油柜中变压器 油上升，温度低时下降。
储油柜使变压器油与空气接触 面较少， 减缓了变压器油的氧
当变压器出现故障时，产生的 热量使变压器油汽化，气体继 电器动作，发出报警信号或切 断图电源。
气 体 继 电 器
化过程及吸收空气中的水分的 如果事故严重，变压器油大量
〔一〕电力变压器
配电变压器
升压变压器
降压变压器
电力变压器的类别——用途分
(二) 特种变压器
第6讲 电感和反激变压器设计
Ｄｅ ｅ ｅ ０ ７ ｃ ｍｂ ｒ２ ０
［ 编者 按 ］ 电源 工程 师最 头痛 的问题之 一是 磁 元件 问题 。磁 元件 不 同于其 它 电子元件 ， 多数 磁元 大
件是量身定制的， 这要求电源工程师必须具有 电磁基本知识 ， 尤其是高频下磁元件特性 ， Ｚ Ｚ艺 ￣． － Ｌ．
结构 对磁元 件特 性 的影响 等 。 而在 学校磁 的知 识 学 习得很 少 ， 其 高频 下磁 元件 学 习更 少。 尤 本刊特
（ ） 断 续 模 式 ａ
图 ６ １ ｂ 所 示 。 电感Ｔ 作在 断续 模式 时 ， 下 一 — （） 在
次导 通前 电感 电流 已经下 降到 零 ；而 电流 连续 模 式， 在开关 周期任 何 时刻 电感 中都有 电流 流通 。 一
般平 滑滤 波 电感 （ ｕ ｋ 推 挽 、 Ｂ ｃ、 正激 、 桥 和全桥 输 半 出滤 波 ） 总是 工作 在连 续模 式 ， 且纹 波 电流 为平 均
≥ ＝ （－ ６ ） 电感量 。
断续 时 ，在 截 止时 间将 全部 磁场 能量 传递 到
负载 。因此
Ｐ Ｕ ｏ１ 耵 ｏ Ｊ ＝ ＝
（－ ） ６ ２
导通 时间输 入功率 ， 虑到传输 效 率应 当有 考
ｉ ＝
为 保证在 任何 情况下 连续 ， 中 Ｄ Ｄ ｕ 。 式 ＝ ＝ ｊ 如 果 是反激 连 续模式 ， （— ） 式 ６ １ 电感 即为次级 需 要 的
压 器不 同 ， 压器不 希 望存储 能 量 ， 变 而反 激变 压器
首 先要存 储 能量 ， 将 磁能转 化 为 电能 传输 出去 。 再
ｌ 应 用 要 求
在 电路 中 ， 电感 有 两个工 作 模式 ： 电感 电流 断
变压器电感基础知识介绍
THANKS FOR WATCHING
感ห้องสมุดไป่ตู้您的观看
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。
差动变压器电感式传感器(互感式) 教学PPT课件
阅读并分析：P70
（1）零点残余电压是什么意思？ （2）零点残余电压产生的原因？ （3）零点参与电压的消除方法？
4.2.2 螺旋管式差动变压器
1、结构
阅读并回答：P67
（1）结构组成中包含了什么？ （2）一次线圈和二次线圈是如何布局的？
1-初级线圈 2、3-次级线圈 4-铁芯
2、等效电路
阅读并回答：P71
阅读并回答：P72-P73
（1）两个二次线圈的输出信号做了什么处理？ （2）当两个二次线圈的同名端a,c都为+极性 时，电容C1上的极性哪个为正？ （3）当两个二次线圈的同名端a,c都为-极性 时，电容C1上的极性哪个为正？
从电路结构可知，不论两个次级线圈的输出瞬时电压极性
如何，流经电容C1的电流方向总是从2到4，流经电容C2的电流
方向总是从6到8， 故整流电路的输出电压为
Uo U24 U68
➢ 当衔铁在零位时，因为U24=U68，所以Uo=0； ➢ 当衔铁在零位以上时，因为U24 > U68 ，则Uo>0； ➢ 当衔铁在零位以下时， 则有U24< U68，则Uo<0。 Uo的正负表示衔铁位移的方向。
判断位移的大小和方向 ➢ 相敏检波电路
差动变压器的分类
阅读并回答：P67 （1）差压变压器的结构有几种什么形式？ （2）实际应用最多的是哪一种？
差动变压器的应用？
4.2.1 变隙式差动变压器
1、结构
阅读并回答：P67
（1）结构组成中包含了什么？ （2）一次线圈是如何连接的？ 二次线圈是如何连接的？
【提问】差动变压器与差动式变磁阻传感器区别？
（1）衔铁上移时，互感系数M1和M2如何变化？ （2）衔铁上移时，二次绕组1和二次绕组2的感应电动势如何变化？
变压器的设计步骤和计算公式ppt课件
in (max )
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
5.5×65
=
=
67.75
127
67.75
340
= 0.533A
= 0.199A
= 2.81A
127
2.3 确定磁芯型号尺寸
按照表1，65W可选用每边约35mm的EE35/35/10材料为PC30磁芯磁芯
Ae=100mm2, Acw=188mm2, W=40.6g,
2.4 计算初级电感最小值Lpri
反馈匝数:+12V => Nsn =
+24V => Nsn =
12+0.7 ×3
5+0.7
24+0.7 ×3
5+0.7
(匝)
= 6.68
取7匝
= 13
取13匝
2.9 检查相应输出端电压误差
% =
+12V
+24V
+5V
% =
% =
% =
(
( ×′ − )
V 01 +V D 1
(匝)
1.9 、检查相应输出端的电压误差
( × ′ − )
% =
× %
式中:δVsn% : 相应输出电压精度%。
Vsn : 相应输出电压值。
Nsn : 计算的相应输出电压匝数。
N’sn : 选取的整数相应输出电压匝数。
如果输出电压不能满足规定的精度，可以将主输出绕组Ns1增加一匝，再计算
×−)
.
( −)
(
×−)
.
× %
× % = . %
电感变压器设计
电网滤波
电感变压器能够滤除电网 中的谐波，提高供电质量， 保障工业设备的正常运行。
电力传输和分配
升压和降压
在电力传输和分配过程中，电感变压 器用于升高或降低电压等级，以满足 不同设备的用电需求。
隔离高压
远距离输电
通过使用电感变压器，可以实现远距 离输电，提高电力系统的覆盖范围和 稳定性。
电感变压器能够隔离高压电路，保护 操作人员和设备的安全。
VS
详细描述
智能化技术可以实现电感变压器的实时监 测、控制和保护，提高设备的可靠性和稳 定性。同时，通过引入传感器和远程监控 技术，可以实现设备的远程监控和管理， 提高设备的可维护性和安全性。智能化技 术对于智能电网、分布式电源等领域具有 重要意义。
பைடு நூலகம் THANKS
电子设备
电源供应
在许多电子设备中，电感变压器 用于电源供应，实现电压的转换
和稳定输出。
信号处理
电感变压器在信号处理电路中用于 信号的隔离、传输和滤波，提高信 号质量。
电磁屏蔽
电感变压器可以用于构建电磁屏蔽 结构，减少电磁干扰对电子设备的 影响。
05
电感变压器的挑战和解决方 案
效率问题
效率降低
电感变压器在运行过程中，由于 线圈电阻、磁芯损耗等因素，会 导致效率降低。
材料优化
根据实际需求，选择更合 适的磁芯材料和绕组线材， 以提高电感变压器的性能 和降低成本。
04
电感变压器的应用
工业应用
电机控制
电感变压器在电机控制系 统中用于实现电压的转换， 以适应不同设备的运行需 求。
自动化系统
在工业自动化系统中，电 感变压器用于信号传输和 隔离，确保系统的稳定性 和安全性。
电感器和变压器的设计
电感器和变压器的设计1. 电感器的设计1.1 电感器的基本原理电感器是一种用于储存和释放电能的 passif 器件。
它是由一个线圈和一个铁芯组成的。
当通过电流通过线圈时，产生的磁场会储存在铁芯中。
当电流停止流动时，磁场会释放出来，产生感应电动势。
1.2 电感器的设计参数电感器的设计参数包括电感值、电流容量和直流电阻。
1.2.1 电感值电感值是电感器的重要参数之一，它决定了电感器的储能能力。
电感值的单位是亨利（H）。
1.2.2 电流容量电流容量是电感器能够承受的最大电流。
它决定了电感器的使用范围。
1.2.3 直流电阻直流电阻是电感器对直流电流的电阻。
它是电感器损耗电能的关键指标。
1.3 电感器的设计过程电感器的设计过程包括以下几个步骤：1.3.1 确定设计参数根据应用需求确定电感值、电流容量和直流电阻的要求。
1.3.2 计算线圈参数根据电感值和铁芯材料的特性，计算线圈的匝数和直径。
1.3.3 选择铁芯材料根据应用需求选择适合的铁芯材料，以提高电感器的性能。
1.3.4 绕制线圈根据计算出的线圈参数，绕制正确的线圈。
完成线圈的制作后，进行调试和测试，确保电感器的性能符合设计要求。
2. 变压器的设计2.1 变压器的基本原理变压器是一种用于改变交流电压的器件。
它由一个主线圈和一个次线圈组成，通过电磁感应转换电压和电流。
2.2 变压器的设计参数变压器的设计参数包括输入电压、输出电压、功率容量和变比。
2.2.1 输入电压和输出电压输入电压和输出电压是确定变压器功能的重要参数。
输入电压是指变压器的额定输入电压，输出电压是指变压器的额定输出电压。
2.2.2 功率容量功率容量是变压器能够传送的最大功率。
它决定了变压器的使用范围。
2.2.3 变比变比是输入电压和输出电压的比值。
它决定了变压器的放大或降低倍数。
2.3 变压器的设计过程变压器的设计过程包括以下几个步骤：2.3.1 确定设计参数根据应用需求确定输入电压、输出电压和功率容量的要求。
《电机与变压器》课件 《电机与变压器》第4章
4.3.2 带可调电抗器式电焊变压器
2．共轭式电焊变压器
〔a〕顺极性
变压器二次绕组与电抗器 绕 组 是 串 联 的 ， 设 EX 为 电 抗 器上的电动势，E2为二次绕组 电动势，当两者是顺极性串联， 输出电压为两者之和，即
U02 EX E2
4.3.2 带可调电抗器式电焊变压器
2．共轭式电焊变压器
〔4〕电焊变压器要能在一定范围内调节其输出电流，以 适应不同的焊件和焊条。
2．电焊变压器的结构特点
影响电焊变压器外特性的主要因素是一、二次绕组的 漏抗和负载功率因数。由于焊接加工属于电加热性质，负 载功率因数基本都相同，cos2 ≈1，所以通常采用改变漏抗 的方法来调节输出电流。因此，电焊变压器要有比较大并 且可以调节的漏磁通和漏抗。
4.2.1 电压互感器
1．电压互感器的结构和原理
电压互感器是指在电工测量中用于将一次侧的高电压按比例 变换为适合仪器使用的电压的设备。
干式 电压互感器
浇注绝缘式 电压互感器
油浸式 电压互感器
电压互感器接线原理
电压互感器的结构与普通变 压器相似，主要由铁心和绕组构 成，但它的一次绕组匝数较多， 与被测电路并联；二次绕组匝数 较少，与电压表并联。
电压互感器接线原理
由于二次绕组所连接负载的阻抗都很大，所以电压互感器运
行时相当于二次侧开路的状态，其变压比Ku为
Ku
U1 U2
N1 N2
那么有 U1 KuU2
式中，U2为电压表的读数。只要用电压表的读数U2乘以变 压比Ku就可以得到一次侧测量的高电压值U1。实际上，电压互 感器是一台降压变压器。
4.2.2 电流互感器
1．电流互感器的结构和原理
电流互感器是指在电工测量中，用于将一次侧的大电流按比Βιβλιοθήκη 变 换为适合仪器使用的电流的变换设备。
变压器电感基础知识介绍页PPT文档
变压器电感基础知识介绍页PPT文档一、电感的基本概念和定义电感是指导体中产生电磁感应的现象，同时也是一种可以储存电能的元件。
当变化的电流通过导体时，它会产生一个与电流变化有关的电磁场，这种电磁场会产生电位能，而这种电位能在电流发生变化时会释放出来。
二、变压器的基本原理变压器是利用电磁感应原理来实现电压或电流的升降的电气设备。
它由两个或多个线圈绕在同一个铁芯上构成。
当输入线圈中有交变电流流过时，通过铁芯产生的磁场会在输出线圈中产生感应电动势，从而使得输出电流和输入电流之间实现了电磁转换。
三、电感的具体特性1.阻碍交流电流通过：电感对交流电具有阻抗，即电感的阻碍作用使得电流不能通过，只能在电感中产生磁场。
2.对直流电具有短暂性阻抗：当电感通直流电时，初始时刻电感对电流具有短暂性阻抗，即会阻碍电流通过，但随着时间的推移，电感的短暂阻抗逐渐减小。
3.储存和释放电能：当交变电流通过电感时，电感会储存电能，当电流中断时，电感会释放储存的电能。
这个特性使得电感作为储能元件被广泛应用于电路中。
四、电压和电流的关系1. 基本关系：根据法拉第电磁感应定律，产生的感应电动势与电流的变化率成正比。
即感应电动势E= -N*dI/dt，其中E为感应电动势，N 为线圈匝数，dI/dt为电流变化率。
2.电势能的转换：电感上的电势能可以转换为输入电流的动能，也可以转换为输出电流的动能。
3.基于电压变比的关系：在理想的变压器中，输出电压和输入电压之间的比例关系取决于线圈的匝数比。
即输出电压与输入电压之比等于输出线圈的匝数与输入线圈的匝数之比。
五、变压器的应用领域1.电力系统中：变压器在电力系统中是非常重要的设备，用于实现电压升降。
2.电子设备中：变压器在电子设备中被用于隔离、滤波和振荡电路等方面。
3.确定电路参数：通过变压器的反变换，可以测量出未知值的电阻、电感或电容等参数。
4.充电和放电：变压器可以用于充电和放电电路中的储能。
六、小结电感是一种能够储存和释放电能的元件，它具有阻碍交流电流通过、对直流电具有短暂性阻抗和对电压和电流的转换等特性。
传感器原理与电路设计第9讲ppt课件
W2b
W1
W2a
0
x
Uo
E2b
E2a
理论特性曲线
Δ U o
o
Uo E2a E2b
实际特性曲线
x
差动变压器的输出特性
第9讲
当衔铁向上移动时，由于磁阻 的影响，W2a中磁通将大于W2b， 使 M1>M2 ， 因 而 E2a 增 加 ， 而 E2b减小。反之，E2b增加，E2a 减 小 。 而 Uo=E2a-E2b ， 所 以 当 E2a、E2b 随着衔铁位移x变化 时，Uo也必将随x而变化。 当衔铁位于中心位置时，输出 电压并不等于零，差动变压器 在零位移时的输出电压称为零 点残余电压，记作ΔUo，它的 存在使传感器输出特性不经过 零点，造成实际与理论特性不 完全一致。
与极性反映被测体位移的大 小和方向。
GMES 2008
第4章 电感式传感器
11.17.2015
4
1.变隙式差动变压器
目录
变磁阻式 传感器
差动变压 器式传感 器
电涡流式 传感器
2. 输出特性 在忽略铁损(即涡流与磁滞损 耗忽略不计)、漏感以及变压 器次级开路(或负载阻抗足够 大)的条件下，等效电路。 r1a与L1a ，r1b与L1b， r2a与 L2a ，r2b与L2b，分别为W1a ， W1b ，W2a，W2b绕阻的直流 电阻与电感。
I1——初级线圈激励电流； r1、 L1—初级线圈直流电阻和电感。
根据电磁感应定律，次级绕组中感应电势分别为：
E 2 a jM 1 I 1 E 2 b jM 2 I 1
第9讲
0.差动变压器
目录
变磁阻式 传感器
差动变压 器式传感 器
电涡流式 传感器
把被测的非电量变化转换为线圈互感变化的传感器称为互 感式传感器。这种传感器是根据变压器的基本原理制成的， 并且次级绕组用差动形式连接，故称差动变压器式传感器。
变压器培训PPT课件(2024)
结构类型
根据用途、容量、电压等级等不同， 变压器可分为油浸式、干式、组合式 等多种类型，其中铁芯和线圈是主要 的组成部分。
2024/1/29
5
额定电压、电流及功率参数
01
02
03
额定电压
指变压器设计时所确定的 原边和副边的电压值，是 选用变压器的重要依据。
2024/1/29
额定电流
指变压器在额定电压下所 能承载的最大电流值，与 变压器的容量和电压等级 有关。
设计图纸及技术资料准备
确保施工图纸、技术文件齐全，符合现场实 际要求。
施工队伍组织
组建专业施工队伍，进行技术交底，明确施 工任务和质量要求。
2024/1/29
设备及材料检查
核对变压器型号、规格，检查附件、备件是 否齐全，质量是否符合要求。
安全防护措施
制定现场安全制度，配备安全设施，确保施 工过程安全。
27
验收标准以及文件资料整理
验收标准
根据国家标准、行业规范及合 同要求，制定详细的验收标准
。
2024/1/29
文件资料整理
整理施工过程中产生的各类文 件资料，包括施工图纸、技术 文件、调试记录、验收报告等 。
验收流程
组织专家进行现场验收，按照 验收标准逐项检查，确保变压 器各项指标符合要求。
问题处理
15
日常维护项目清单和周期安排
外观检查
检查变压器外观是否完好，有无破损、渗漏等现象。
油位检查
检查变压器油位是否正常，有无过高或过低现象。
2024/1/29
16
日常维护项目清单和周期安排
温度检查
检查变压器温度是否正常，有无过热现象。
声响检查
《电路分析基础》课件第5章 互感与理想变压器
感压降亦取负号；若一个电流从互感线圈的同名端流入，另一个电流从互感线
圈的同名端流出，磁通相消，互感压降与自感压降异号，即自感压降取正号时
互感压降取负号，自感压降取负号时互感压降取正号。
只要按照上述方法书写，不管互感线圈给出的是什么样的同名端位置，也
不管两线圈上的电压、电流参考方向是否关联，都能正确书写出它们电压、电
第5章 耦合电感与理想变压器 (本章共63页)
5.1 耦合电感元件 P2
一、耦合电感的基本概念
二、耦合电感线圈上的电压、电流关系
5.2
P15
一、耦合电感的串联等效
5.5 实际变压器模型 P51 一、空芯变压器
二、铁芯变压器
二、耦合电感的T型等效 5.3 含互感电路的相量法分析 P25
一、含互感电路的方程法分析
u2
L2
d i2 dt
+?
M d i1 dt
(2)判断电流是否同时流入同名端。
u1
L1
d i1 dt
?-
M
d i2 dt
u2
L2
d i2 dt
?-
M
d i1 dt
图(a)是。取“+”。
(2) 电流同时流入异名端。故取“-”。
第 5-9 页
前一页 下一页 回本章目录
5.1 耦合电感元件
关于耦合电感上电压、电流关系这里再强调说明两点：
前一页 下一页 回本章目录
5.1 耦合电感元件
此例是为了给读者起示范作用，所以列写的过程较详细。以后再遇到写互
感线圈上电压、电流微分关系，线圈上电压、电流参考方向是否关联、磁通是 相助或是相消的判别过程均不必写出，直接可写出(对本互感线圈)
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磁元件设计共性问题
8
电导体设计
磁元件设计共性问题
.
9
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻）
无论变压器还是电感, 导体材料一般采用电工铜, 偶尔也采用铝等材料. 形式为导线或铜箔。
1. 直流电阻(金属, 不接近熔点和0K时)
0(1(T2)0)(•[mm]2/m
其中 T——温度，oC
d(mm) 18.67 17.04 13.20 10.95 7.62 6.96 5.90 4.17 2.95 2.41 1.87 1.58
f(kHz) 10 15 20 25 30 40 50 100 150 200 300 500 750 1000
d(mm) 1.32 1.077 .933 .835 .762 .66 .59 .417 .341 .295 .241 .1867 .1524 .132
2. 有两个50Hz的220V / 110V 变压器, 一个容量50W, 一个是100kW.在 工业应用中, 它们两个的大小相同吗? 为什么?
3. 同样50W的两个变压器, 一个是50Hz工作, 一个是50kHz工作. 两个的 大小一样吗? 在工业应用中, 可以采用相同材料的铁芯吗?
磁元件设计共性问题
为了减小交流电阻, 综合考虑集肤效应的电流密度递减性,以及温度带来 的影响, 我们一般取铜导体的厚度或(直径)为d (mm，毫米)
d 132 (mm) f
Where f —— H z 使得 kAC 1
f(Hz) 50 60 100 120 300 360 500 1000 2000 3000 5000 7000
B. 导体允许的电流密度 j (A/ [mm]2, 安培 / 平方毫米)
多层并绕
磁元件设计共性问题
17
英规导线(AWG)
磁元件设计共性问题
18
磁性体的选择
磁元件设计共性问题. Nhomakorabea19电感和变压器设计
二. 铁芯材料的选择(铁耗(涡流损耗和磁滞损耗))
3
气隙磁路计算
B0H ai r 0 H r core
N IHailrgHcolre
B0H ai r 0 H r core
HcoreNl I11rlg /l
大气隙磁芯会导致边缘效应增大，匝间漏电感和杂散电容增大
磁元件设计共性问题
4
电感和变压器设计的共性问题
磁元件设计共性问题
.
5
电感器(Inductor) L
电感及变压器设计
磁元件设计共性问题
1
气隙的作用
磁元件设计共性问题
.
2
Comparative core usage of asymmetrical and symmetrical converters.
磁芯带有气隙后，等效的磁导率降低了。线性度比原磁化曲线好 得多。磁芯的剩磁(Br)大大下降了。
磁元件设计共性问题
RACkACRDC
频率越高，集肤效 应影响越大。
电阻比与频率归一化曲线
kAC趋表系数:与频率、材料的性质、导线形状有关
磁元件设计共性问题
13
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻)
4. 交流电阻分析(集肤效应) 穿透深度(penetration depth)：由于集肤效应，交变电流沿导线表面开始能达到 的径向深度。可以表征导线有效截面的减少。
7
电感和变压器设计
设计电感和变压器要考虑的问题?
1. 铜耗问题(直流电阻和交流电阻) 2. 铁芯饱和问题(基本磁化曲线(BS和)) 3. 铁芯材料问题(铁耗(体电阻和磁滞回线)) 4. 居里温度(curie temperature))
涡流损耗(eddy loss)和磁滞损耗(hysteresis loss)
电流密集区
边界区
磁元件设计共性问题
11
集肤效应（也称趋肤效应(skin effect)）
当导线中通过交流电流时，因导线内部 和边缘部分所交链的磁通量不同，致使 导线表面上的电流产生不均匀分布，相 当于导线有效截面减少，这种现象称为 集肤效应。
磁元件设计共性问题
12
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻) 3. 交流电阻(由于集肤效应, 交流电阻随频率增长)
20oC时的工业纯铜
电阻率 (•[mm]2/m 0 0.017241
温度系数(1/oC)
3.9 31 03
20oC时的工业纯铝
0 0.0282
3.90 1 03
磁元件设计共性问题
10
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻)
2. 交流电阻的成因(集肤效应)
电流密集区 零电流区
零电流区
p铜 d6.6 085153.9 31f 0 3(T2)0 Cu5.817 0m/ 单位: mm
p铝 d8.4 5171 23.9 01f 0 3(T2)0
A l 3.541670 m/
磁元件设计共性问题
15
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻)
6. 交流电阻分析(铜导体的穿透深度d与电流频率 f 的关系)
磁元件设计共性问题
16
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻)
7. 电导体的设计——其它因素
邻近效应Proximity effect
线圈振动
邻近效应随绕组层数增加呈指数规律增加
合理布线
8. 电导体的设计——导体截面的选择
导体截面的选择， 两个因素：
A. 导体的厚度或(直径)为d (mm，毫米)小于2~3倍穿透深度
i
磁元件设计共性问题
电流密度 j
j0
pd
1 e
j0
电流在导体的表面密集分 布，中心部位电流密度很 小，使导体有效导电面积 减小，因而交流电阻要大 于直流电阻
14
电感和变压器设计
一. 电导体的设计(直流电阻和交流电阻)
5. 交流电阻分析(集肤效应的穿透深度pd)
pd 2
Where 2f,fHz
导线磁导率. 空气磁导率为0410 7H/m 电导率, 等于 (1/ )
电感和变压器设计
变压器(Transformer) NP NS
磁元件设计共性问题
6
电感和变压器设计
我们知道—— 电感要求的是: 电感量 L
L
变压器要求的是: 原副边匝数比NP / NS
是否算出电感的L和变压器的NP / NS就可以了？
NP
NS
回答三个问题：
1. 对于一个50Hz的工频变压器：220V / 110V, NP / NS 等于2是一定的. 那么NP取多少合适? 2匝? 100匝? 4000匝? 或是其它匝数? 为什么?