核心型和壳式变压器的区别
变压器是一种静态电气机器,用于在交流 (Alternating Current) 系统中升高或降低电压和电流。根据结构,变压器主要分为以下两种类型
- 核心型变压器
- 壳式变压器
在本教程中,我们将重点介绍核心型变压器和壳式变压器之间所有主要差异。但在讨论差异之前,让我们先了解一下核心型和壳式变压器的基本知识,这样就能更容易理解它们之间的差异。
什么是核心型变压器?
在核心型变压器中,变压器的磁路由两个部分组成,即两个称为铁芯柱的垂直部分和两个称为轭部的水平部分。每个绕组(初级绕组和次级绕组)的一半都放置在铁芯的每个铁芯柱上,以最大程度地减少漏磁通。
在核心型变压器中,低压绕组始终放置在铁芯旁边,高压绕组放置在低压绕组周围。这是因为,将低压绕组放置在靠近铁芯的位置可以减少所需的绝缘材料。
核心型变压器的主要优点是易于拆卸以进行维修和保养。此外,核心型变压器的自然冷却效率很高。但是,核心型变压器需要更高的励磁电流。
核心型变压器主要用于高压应用,例如配电变压器和电力变压器。
什么是壳式变压器?
壳式变压器由一个中心铁芯柱和两个外铁芯柱组成,如壳式变压器图所示。在壳式变压器中,初级绕组和次级绕组都放置在中心铁芯柱上。两个外铁芯柱的作用是为磁通提供低磁阻路径。
在壳式变压器中,每个绕组都分成若干子绕组,其中低压绕组和高压绕组子绕组交替放置在中心铁芯柱上,形成三明治状。因此,这种绕组被称为三明治或盘绕绕组。
壳式变压器的主要优点是能够更好地承受载流导体之间的电磁力。此外,壳式变压器提供了更短的磁路,因此需要较小的励磁电流。但是,壳式变压器的主要缺点是自然冷却性能差。因此,壳式变压器更适合用于低压应用,例如低功率电路和电子电路。
核心型和壳式变压器的区别
下表重点介绍了核心型变压器和壳式变压器之间的主要区别:
差异依据 | 核心型变压器 | 壳式变压器 |
---|---|---|
定义 | 磁路由两个称为铁芯柱的垂直部分和两个称为轭部的水平部分组成,绕组放置在铁芯柱上的变压器称为核心型变压器。 | 磁路由一个中心铁芯柱和两个外铁芯柱组成,初级绕组和次级绕组都放置在中心铁芯柱上的变压器称为壳式变压器。 |
包围类型 | 在核心型变压器中,绕组包围变压器的铁芯。 | 在壳式变压器中,磁芯包围变压器的绕组。 |
铁芯叠片形状 | U 形和 I 形叠片用于构成核心型变压器的铁芯。 | 壳式变压器的铁芯由 U 形和 T 形叠片或 E 形和 I 形叠片构成。 |
铁芯横截面 | 核心型变压器的铁芯横截面可以是方形、十字形、两级和三级。 | 壳式变压器的铁芯横截面为矩形。 |
铁芯柱和轭部数量 | 核心型变压器由两个铁芯柱和两个轭部组成。 | 壳式变压器由三个铁芯柱和两个轭部组成。 |
磁路数量 | 核心型变压器由单个磁路组成。 | 壳式变压器由两个磁路组成。 |
绕组类型 | 核心型变压器采用同心绕组(或圆柱形绕组)。 | 壳式变压器采用三明治绕组(或交错绕组或盘绕绕组)。 |
绕组位置 | 在核心型变压器中,绕组放置在两个独立的铁芯柱上。其中,低压绕组放置在靠近铁芯的位置,高压绕组放置在低压绕组周围。 | 在壳式变压器中,初级绕组和次级绕组都放置在中心铁芯柱上。 |
导体材料 | 核心型变压器需要更多导体材料用于绕组。 | 壳式变压器需要较少的绕组导体材料。 |
铁芯构建用铁 | 核心型变压器需要较少的铁用于铁芯构建。 | 壳式变压器需要相对更多的铁用于铁芯构建。 |
铁损 | 核心型变压器的铁损较大,因为总磁通流过整个铁芯。 | 壳式变压器的铁损相对较小,因为总磁通的一半流过整个铁芯。 |
铜损 | 核心变压器铜损较大。 | 壳式变压器的铜损相对较小。 |
自然冷却 | 在核心型变压器中,由于绕组分布,自然冷却相对更有效。 | 壳式变压器的自然冷却性能差,因为铁芯包围着绕组。 |
维修和保养 | 核心型变压器易于拆卸以进行维修和保养。 | 壳式变压器的拆卸进行维护相对困难。 |
平均绕组长度 | 核心型变压器的平均绕组长度较短,导致阻抗百分比较低。 | 壳式变压器的平均绕组长度较长,导致阻抗百分比较高。 |
平均铁芯长度 | 在核心型变压器中,磁芯的平均长度较长。 | 在壳式变压器中,磁芯的平均长度较短。 |
油箱加热问题 | 在三相核心型变压器中,零序磁通没有流动路径,因此它会流过气隙并导致油箱发热。 | 壳式变压器通过侧向支腿为零序电流提供了路径。因此,壳式变压器不存在油箱发热问题。 |
应用 | 核心型变压器用于高压和大功率变压器。 | 壳式变压器更适合用于低压和小功率应用。 |
结论
最显著的区别是,核心型变压器适用于高压和大功率应用,而壳式变压器最适合低压和小功率应用。
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