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        單三相干式隔離變壓器的工作原理

        單三相干式隔離變壓器的工作原理

        作者:shruiyundq    來源:上海瑞云    發布時間:2018-05-17 08:37    瀏覽量:

        單三相變壓器工作原理

        單相變壓器有兩個線圈共同繞在一個閉合鐵芯上,如右圖所示,其中與電源相連的線圈稱為原邊線圈,與原邊線圈相關的各量的標示符號均在右下角標注以角碼1,如U1、I1等,與負載項鏈的線圈稱為副邊線圈,相關度額各量的標示符號均在右下角標注角碼2,如U2、I2等。

        此變壓器工作原理為:當變壓器的原繞組施以交變電壓u1時,便在原繞組中產生一個交變電流i1,這個電流在鐵芯中產生交變磁通Φ,因為原、副繞組在同一個鐵芯上,所以當磁通Φ穿過副繞組時,便在變壓器副邊產生感應電動勢e2(即變壓電壓)。變壓器中感應電動勢的大小是和線圈的匝數、磁通的大小及電源的頻率成正比。

        變壓器原理圖

        原副邊電壓計算

        變壓器中感應電動勢的計算公式為:

        變壓器電動勢計算

        上面的公式中各量分表所指:

        • E:表示感應電動勢,單位伏特,簡稱伏(V);
        • f:表示電源頻率,單位赫茲(Hz);
        • N:表示線圈匝數(匝);
        • Φ:表示磁通,單位韋伯(Wb);

        由于磁通Φ穿過原、副邊繞組而閉合,所以原、副邊感應電動勢分別為:

        變壓器原邊電動勢計算公式

        變壓器副邊電動勢計算公式

        兩個公式相除得變壓器變壓比稱為變壓器的變比。

        變壓器變壓比

        在一般的電力變壓器中,繞組電阻壓降很小,可以忽略不計,因此在原邊繞組中可以認為電壓U1=E1。由于副邊繞組開路,電流I2=0,它的端電壓U2與感應電動勢E2相等,即U2=E2。所以由上面的原、副邊感應電動勢公式得:

        變壓器變壓比

        公式中K為原邊電壓U1和副邊電壓U2之比,這個K的數值稱為變壓器的變壓比。

        由上是表明,變壓器原、副邊繞組的電壓比等于原、副繞組的匝數比,因此如果要原、副邊繞組有不同的電壓,只要改變他們的匝數即可。當N1>N2時,K>1,變壓器降壓;當N1<N2時,K<1,變壓器升壓。

        對于已經支撐的變壓器而言,其K為定值,故副邊電壓和原邊電壓成正比,也就是說副邊電壓隨著原邊電壓的升高而升高,降低而降低。但加載原邊繞組兩端的電壓必須為額定值。因為,當外加電壓比額定電壓略有超過時,原邊繞組中通過的電流將大大增加,如果把額定電壓為220V的變壓器錯誤的接到380V的線路上,則原繞組的電流將急劇增大,致使變壓器燒毀。

        把變壓器的副邊繞組負載接通后,在副邊電路中有電流I2通過,此時,稱變壓器負載運行。由于副邊繞組中電流I2也將在鐵芯中產生磁通(即自感應現象),這種磁通對于原邊電流所產生的磁通而言,是起去磁作用的,即鐵芯中的磁通應為原邊、副邊繞組中電流產生的磁通的合成。但在外加電壓U1和電源頻率f不變的條件下,由近似公式:

        原邊電壓

        上式中可以看出,合成磁通Φ應基本保持不變。因此,隨著I2出現,原邊繞組中通過的電流I1將增加,這樣才能使得原繞組中的磁通以免體校副繞組的磁通,另一面維持鐵芯中的合成磁通保持不變。由此可知,變壓器原邊電流I1的大小是由副邊電流I2的大小來決定的。

        從能量觀點來看,變壓器原邊線圈從電源吸取的功率P1應等于副邊線圈的輸出功率P2(忽略變壓器的線圈電阻和磁通的傳遞損耗),即:

        P1=P2 或 I1U1=I2U2

        所以變壓比:

        變壓器變壓比

        由此可見,變壓器原邊、副邊的電流比與他們的匝數比或電壓比成反比。例如一臺變壓器的匝數N1<N2,是升壓變壓器,則電流I1>I2;如果繞組匝數N1>N2為降壓變壓器,則電流I2>I1。也就是說,電壓高的一邊電流小,而電壓低的一邊電流大。

         
         
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