發表於 2018-02-03 14:13:12
變壓器有額定電壓,額定電流,額定頻率。在額定狀態下運行時,具有優良的性能。主要構件是初級線圈,次級線圈和鐵芯。主要功能:電壓變換,電流變換,阻抗變換,隔離,穩壓。
我們可以這樣理解,當我們把導線將電源和地連接起來則會短路。可是變壓器就不會,區別就在於變壓器的線圈是繞在鐵芯上的。這就涉及到了楞次定律:感應電流的磁場總是要阻礙引起感應電流的磁通量的變化,(注意:「阻礙」不是「相反」,原磁通量增大時方向相反,原磁通量減小時方向相同;「阻礙」也不是阻止,電路中的磁通量還是變化的。)變壓器原邊將產生一個大小相等,方向相反的反向電動勢抵消輸入的電壓,導線中僅有微弱的勵磁電流流過(維持磁場需要有一個電流),所以,導線失去了短路作用。
當然這裡並非就是說隨便在鐵釘上饒幾圈線就不會短路了,這裡有個關鍵點就是不能讓鐵芯磁飽和了,磁飽和了就無法產生反向電動勢來抵消輸入電壓,所以我們設計變壓器的目的就是保證在額定電壓額定功率下變壓器正常工作。
變壓器設計除了滿足正常工作要求外,還需要滿足體積,重量,溫度成本等要求,一個實際變壓器還存在導線電阻,漏感,分布電容,分布電感,溫升等問題。當然我們用戶在使用的時候不需要考慮這麼多,通常了解空載和負載兩種情況即可。空載很簡單,即一側繞組加額定電壓,另一側繞組開路的運行狀態。
變壓器有很多分類,按相數分,有單相變壓器,三相變壓器。按冷卻方式分有乾式變壓器,油浸式變壓器。按用途分有雙繞組變壓器,三繞組變壓器,自耦變壓器。很多很多,這裡就不細說了。
變壓器基本的計算方法依據法拉第電磁感應定律可得U1/U2=N1/N2,即電壓比等於主次級線圈的匝數比。在空載電流可以忽略的情況下,有I1/I2=-N2/N1。即主次級線圈電流有效值大小與其匝數成反比,相位差180度。理想變壓器主副線圈的功率相等P1=P2。當然這是理想的變壓器。
變壓器的接線組別就是變壓器一次繞組和二次繞組組合接線形式的一種表示方法;常見的變壓器繞組有二種接法,即「三角形接線」和「星形接線」;在變壓器的聯接組別中「D表示為三角形接線,「Yn」表示為星形帶中性線的接線,Y表示星形,n表示帶中性線;「11」表示變壓器二次側的線電壓Uab滯後一次側線電壓UAB330度(或超前30度)。
變壓器的聯接組別的表示方法是:大寫字母表示一次側(或原邊)的接線方式,小寫字母表示二次側(或副邊)的接線方式。Y(或y)為星形接線,D(或d)為三角形接線。數字採用時鐘表示法,用來表示一、二次側線電壓的相位關係,一次側線電壓相量作為分針,固定指在時鐘12點的位置,二次側的線電壓相量作為時針。
「Yn,d11」,其中11就是表示:當一次側線電壓相量作為分針指在時鐘12點的位置時,二次側的線電壓相量在時鐘的11點位置。也就是,二次側的線電壓Uab滯後一次側線電壓UAB330度(或超前30度)。
變壓器二個繞組組合起來就形成了4種接線組別:「Y,y」、「D,y」、「Y,d」和「D,d」。我國只採用「Y,y」和「Y,d」。由於Y連接時還有帶中性線和不帶中性線兩種,不帶中性線則不增加任何符號表示,帶中性線則在字母Y後面加字母n表示。n表示中性點有引出線。Yn0接線組別,UAB與uab相重合,時、分針都指在12上。「12」在新的接線組別中,就以「0」表示。
目前變壓器廠家運用的變壓器的接線方法主要有:三角型接法和星型接法兩種。
兩種接線方法接線示意圖
三角形接法是將各相電源或負載依次首尾相連,並將每個相連的點引出,作為三相電的三個相線。三角形接法沒有中性點,也不可引出中性線,因此只有三相三線制。添加地線後,成為三相四線制,三角形接法的三相電,線電壓等於相電壓而線電流等於相電流的√3倍。
星形接法(Y型接法)的三個繞組,每一端接三相電壓的一相,另一端接在一起,不接任何一相電,也可不接零線,這樣每個繞組的電壓是相電壓,也就是每相對地的電壓,也就是通常指的220V。星形接法是將三相電源繞組或負載的一端都接在一起構成中性線,由於均衡的三相電的中性線中電流為零,故也叫零線:三相電源繞組或負載的另一端的引出線,分別為三相電的三個相線。遠程輸電時,只使用三根相線,形成三相三線制。到達用戶的電路,往往涉及220V和380V兩種電壓,需三根相線和一根零線,形成三相四線制。用戶為避免漏電形成的觸電事故,還要添加一根地線,這時就有三根相線,一根零線和一根地線,故也有三相五線制的說法。
常規的變壓器在製做過程中,用三角型和星型兩種接線法就可以了,輸入輸出可以根據實際需要靈活運用。
380伏變36伏的變壓器屬於高電壓變壓器,在接線前需要先保證變壓器的接地可靠性。在接入380伏到初級線圈之前,需要加裝漏電保護開關。如果是只有三相兩線接入的,只需把三相的其中兩線接入變壓器就可以。如果是三相三線接入,則內部已經三角形接法,只需把三相接入就可以。如果是三相四線,則變壓器是星形接法,把中性線引出的,需要接入三相相線與零線。
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