弧焊变压器

E10 U1
当kM=1时 U1=E10
K E10 U1 N1
E20 U 20
N2
kM=0~1 反映一、二次绕组磁耦合情况
➢ 弧焊变压器输出空载电压的计算
U 20
E20
N2 N1
kMU1
第三章 弧焊变压器
（2）单相变压器的负载运行
I·1
N1 U·1 E·1
E· 1
· ·1 ·2
I·2
N2 E·2
“电动生磁” “磁动生电”
N1 U·1 E·1
· 1
·2
N2 E·2
U·2
z
第三章 弧焊变压器
（1）单相变压器的空载运行
变压器空载运行，是指变压器二次绕组开路时的工作状态。
0
变压器空载运行的感应电动势方程
I·0
u1 U1m sin t 0 0m sin t
N1 U·1 E·10
E·10
10
N2 E·20 U·20
该磁通仅匝链一次或二次线圈自身。
i1
i2
主磁通
u1
N1
漏磁通 漏磁通
N2 u2 Z
第三章 弧焊变压器
4. 变压器常用铁心材料及磁化曲线
弧焊变压器一般使用热轧或冷轧无取向 硅钢片。硅钢片越薄，涡流损耗越小，但生 产成本提高，铁心制作的工作量增加，硅钢 片叠装后的磁路的有效截面减小（亦即叠装 系数下降）；
变压器一次侧相当于用电设备，按用电惯例规定正方向；二次侧相当
于电源，按发电惯例规定正方向。
1）在同一支路内，电压U与电流I的正方向一致；
2）磁通Ф的正方向与电流 I 的正方向之间符合右手螺旋定则；
3）一次侧E1、二次侧的E2的正方向如图所示（注意变压器绕组的绕向）。
·
I·1
变压器工作的基本原理：
I·2
1. 变压器的基本结构
第三章 弧焊变压器
变压器的绕组
筒形绕组 a)平绕绕组 b）立绕绕组
变压器绕组的“同名端”
同一时刻，变
压器各个绕组对应 电位相同的短点为 “同名端”。与变 压器绕组的绕法相 关。
单相变压器的同名端 a）同相位 b）反相位
盘形绕组
第三章 弧焊变压器
2. 变压器的工作原理 参考正方向的规定：
2
fN 2 0m
2
4.44 fN 2 0m
E 10
2
fN1 10 m
2
4.44 fN110m
相量表达式： E10 j4.44 fN10m E20 j4.44 fN20m E10 j4.44 fN110m
➢ 关于漏感系数Lσ1 漏磁路的磁阻主要是来自气隙，近似为常数。
L 1
N1 10m
B= /S
B=μH
2．几个基本电磁学定律
（1）安培环路定律： HL＝ NI （2）磁路的欧姆定律：F= Rm
（3）电磁感应定律： e=-d /dt
第三章 弧焊变压器
3. 变压器中的磁路
磁路：磁通通过的路径。 变压器中的主磁通：通过变压器铁心闭合的磁通；
该磁通通过铁心匝链一、二次线圈。 漏磁通：围绕着变压器线圈，通过变压器铁心及其周围气体介质闭合的磁通；
本章的重点与难点： 学习变压器的基础理论；掌握弧焊变压器的基本原理，弧焊变压器获
得外特性的方法及特点，重点掌握各种增强漏磁式弧焊变压器的构成、 特点以及外特性实现原理 。
第三章 弧焊变压器
3.1 变压器的基础知识
1．磁场的几个常用物理量
（1）磁感应强度B； （2）磁通 ； （3）磁场强度H；
（4）磁导率为μ。
变压器常用的硅钢片厚度主要有： 0.35mm和0.5mm两种规格。 磁化曲线：反映磁性材料的磁化程度随外磁
场变化的规律。
通常变压器、电动机工作在磁化曲线的bc段。
5. 变压器的损耗
（1）铁损（ 磁滞损耗+涡流损耗） （2）铜损（线圈内阻发热）
磁性材料磁化曲线和磁导率曲线
第三章 弧焊变压器
3.2 变压器的结构与基本原理
➢ 关于漏感系数Lσ1 漏磁路的磁阻主要是来自气隙，近似为常数。
L 1
N1 10m
2I0
Lσ1近似是一个常数。
第三章 弧焊变压器
➢ 变压器变比K与耦合系数KM
K E10 4.44 fN10m N1 E20 4.44 fN 2 0m N2
K>1 降压变压器 K<1 升压变压器
kM
0 0 10
Z1 = r1+jX1 为一次绕组的漏阻抗，单位为Ω。 对于一般的电力变压器，漏阻抗可以忽略，则：
U1 E10
第三章 弧焊变压器
➢ 空载电流
空载电流的主要作用是在变压器铁心中建立磁场，产生主磁通。主
要由两部分组成：励磁电流Iop 和铁损电流Ioq
I0 I0P I0Q 或 I0
I
2 0P
I
2 0Q
N2 N1
I2 )
2）电动势平衡方程式
UU210
I1r1 E 2
E1 E1 I2r2 E
I1r1 E1 2 E2 I2r2
jI1X1 jI1X1
E1 I1(r1 jX1) E1 I2 (r2 jX 2
2I0
E 10
j4.44 fN110m
j
2
N1 10 m
j L 1 I 0
jX1I0
第三章 弧焊变压器
➢ 变压器空载时的电磁关系
I0r1
U1
I0
I0 N1 F0
0 z
0
E10 E20 U 20
10 E10 jX1I0
根据电路的基尔霍夫定律，可以列出变压器空载运行时的电磁平衡方程：
UU120I0Er120 E10 E10 I0r1 E10 jI0 X1 E10 I0(r1 jX1) E10 I0Z1
U·2
ZL
E· 2
变压器负载运行的电磁关系
I1r1
U1
I1 I1N1 F1
1
E 2 E1
I2 I2 N2 F2 I2r2
E1 jX1I1
2
E1 jX1I1
第三章 弧焊变压器
等安匝原理 I1N1 I2 N 2 0
1）磁动势平衡方程式
I0 N1 I1N1 I2 N 2
I1
I0
(
弧焊电源及控制
弧焊电源及控制
第三章 弧焊变压器
弧焊变压器是最简单的交流弧焊电源。它主要用在焊条电弧焊、钨 极氩弧焊、埋弧焊等焊接工艺方法。
❖ 3.1 变压器的基础知识 ❖ 3.2 变压器的结构与基本原理 ❖ 3.3 弧焊变压器的特性及分类 ❖ 3.4 串联电抗器式弧焊变压器 ❖ 3.5 增强漏磁式弧焊变压器
10 10m sin t
变压器空载运行
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e10
N1
d0
dt
N10m cost
N10m sin(t
)
2
E10m sin(t
)
2
e20
N1
d0
dt
E20m
sin(t
)
2
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N1
d 10 m
dt
E
10m
sin(t
2
)
第三章 弧焊变压器
其有效值：
E10
2
fN10m
2
4.44 fN10m
E20