单相变压器的构造

2025年3月17日 | 阅读 3 分钟

单相变压器由初级绕组和次级绕组组成。变压器的铁芯由高等级硅钢薄片(称为叠片)制成。变压器中提供这些叠片以减少涡流损耗,而硅钢减少了磁滞损耗。变压器中的叠片通过耐热搪瓷涂层相互绝缘。使用 L 型和 E 型叠片进行构造。

变压器构造有两种基本类型

  1. 芯式构造。
  2. 壳式构造。

芯式构造

在芯式变压器中,磁路包含两个垂直的腿或肢,带有两个水平部分,称为轭。为了最大程度地减少漏磁通,每个绕组的一半放置在铁芯的每一条腿上。低压绕组放置在靠近铁芯的位置,而高压绕组放置在低压绕组周围,以减少所需的绝缘材料。因此,这两个绕组被布置成同心线圈。这种绕组称为同心绕组或圆柱绕组。

Construction of Single - Phase Transformers

壳式构造

在壳式变压器中,初级和次级绕组都缠绕在中心肢上,并且通过外肢完成低磁阻路径。每个绕组被细分为几个部分。低压 (lv) 和高压 (hv) 子部分交替放置,形成三明治,这就是这种绕组也称为三明治或盘式绕组的原因。

Construction of Single - Phase Transformers

铁芯由两种类型的叠片组成。芯式叠片的形状为 U 形和 I 形。首先将 U 形叠片堆叠在一起,达到所需的长度。预先缠绕的一半低压线圈放置在肢周围。低压线圈进一步提供绝缘。然后,将预先缠绕的一半高压线圈放置在低压线圈周围。然后,通过在顶部放置 I 形叠片来闭合铁芯。


理想变压器

理想变压器是一个虚构的变压器,具有以下特性

  1. 其初级绕组和次级绕组电阻可以忽略不计。
  2. 铁芯具有无限的磁导率 (μ),因此建立铁芯中的磁通量所需的磁动势可以忽略不计。
  3. 其漏磁通和漏感为零。整个磁通量被限制在铁芯内,并连接两个绕组。
  4. 不存在由于电阻、磁滞和涡流引起的损耗。因此,效率为 100%。
Construction of Single - Phase Transformers

图:理想铁芯变压器

具有零初级和零次级阻抗的变压器称为理想变压器。施加在初级中的电压 V1 等于感应电压 E1。同样,感应电压 E2 等于次级的输出电压 V2。

Construction of Single - Phase Transformers

图:理想变压器的空载相量图。

对于理想变压器,如果 a = 变比 = 匝数比

然后,

Construction of Single - Phase Transformers

方程 -2 表明次级的去磁安匝数等于且相反于理想变压器初级的磁化磁动势。

变压器的应用

  • 可以改变电力系统中电压和电流的水平。
  • 称为仪用变压器的变压器用于测量电压和电流。
  • 在组合交流/直流电力系统中,变压器用于将高压交流电转换为高压直流电。
  • 将一个电路与另一个电路隔离,因为初级和次级未连接。
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