自耦变压器电流、电压、容量关系分析及设计
ʱ䣺 2019-10-10

  ,自耦变压器有单相的,也有三相的,和普通变压器一样,自耦变压器既可是升压变压器,也可是降压变压器,图1.1是这两种型式变压器的电路图。

  自耦变压器的计算和普通变压器的计算基本相同,不同在于选择铁心时,是按照通过电磁感应传递的功率,即绕组容量(电磁容量)进行选择的,而不是按其传递容量即输出功率进行选择的,另一特点是公共绕组的电流是初次级电流之差。

  现以降压自耦变压器为例分析电压、电流关系(图1.2),自耦变压器的原边绕组匝数N1,大于副边绕组匝数N2,绕组3-1段是高、低压公用叫公共绕组,图中标出了各电磁量的正方向(参考方向)。

  自耦变压器与双绕组变压器一样,有主磁通和漏磁通,主磁通在绕组中产生感应电动势E1和E2,研究原、副边电压、电动势关系时,由于主磁通比漏磁通大很多,因此漏阻抗压降可忽略,这样当原边接在额定电压上(U1),副边的电压(U20),即为空载时副边电压,它们的关系为:

  自耦变压器带负载时,阳江市党组成员张磊检查阳西汽车总站安,由于电源电压保持额定值,主磁通为常数,因此同双绕组变压器一样,也有同样的磁通势平衡关系,即:

  由式(1-1)、(1-2)可知自耦变压器负载运行时,原副电压数值相差k倍,电流相差1/k,与双绕组变压器的关系相同。

  对于自耦变压器必须分清楚变压器容量和绕组容量。所谓变压器容量就是它的 输入容量,也等于它的输出容量,在数值上为输入(输出)的电压乘以电流,当输入(输出)的电压及电流为额定值时,变压器的容量即为额定容量S,变压器的容量也叫做通过容量。所谓绕组容量就是绕组的电压与电流的乘积,又叫做电磁容量,额定的电压与电流的乘积,就是该绕组的额定容量。对于双绕组变压器,原边绕组容量就是变压器的输入容量,副边绕组容量就是变压器的输出容量,因此都等于变压器容量,但是对于自耦变压器来说,变压器容量与绕组容量却不相等。

  式(1-5)、(1-6)表明,负载运行时,绕组2-3和3-1的容量相等且都比变压器容量小,是变压器容量的(1-1/k),而一般双绕组变压器原副边绕组容量都等于变压器容量,因此这两种变压器相比较,当变压器容量相同时,自耦变压器的绕组容量比双绕组变压器容量小。

  这是因为:从式1-2可以看出,i1和i2的相位在忽略励磁电流时的相差180°,同时k>1,因此I2>I1,实际上A点的电流有效值的关系为:

  由上式看出,自耦变压器的输出容量为两部分,一部分是U31·I=S31,这是通过绕组2-3段和3-1段的电磁作用传到副边再送给负载的容量,是电磁容量,也就是3-1段的绕组容量,也等于2-3段的绕组容量;另一部分是U31·I1=S传导,叫做传导容量,它是I1直接传到负载去的,它不需要增加绕组的容量。因此自耦变压器的绕组容量小于额定容量;双绕组变压器没有传导容量,全部输出容量都经过原副绕组的电磁感应作用传递的,因而绕组容量与变压器容量相等。 上面的容量关系也可以从输入容量分析:

  由上式可以看出,自耦变压器的输入容量比2-3段绕组容量S23同样增加了一个传导容量S传导。

  绝缘等级:E级;正常大气条件(1.013×105Pa) 电路图见1.1(b)

  50H800铁心磁化曲线A/cm,由图1.4得出 PS=5.9W/kg B0:空载磁感应强度;H~:磁场强度;PS:铁心单位损耗

  KT—热态铜阻与20℃铜阻之比;由于τz+Δτm=100℃,由1.6KT曲线

  环境温度τz=40℃,由图1.8可知环境温度τz对αm0的修正系数KZ=1.07

  由Δτm0/(KZKD)=33.1℃,从图2.0可以得出发热体本身温度高低对αm0的修正系数Km=0.92

  自耦变压器绕组容量为变压器容量的(1-1/k),因此k越接近1,(1-1/k)越小,其优点就越突出,通常自耦变压器的变比不超过2。 但自耦变压器也有自身的缺点:由于次级绕组间的电的联系,整个变压器的绝缘应按高压绕组来设计,而且存在着公共接地点,它不能作为隔离变压器来使用,当变比较高时,自耦变压器的优点也就消失了。



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