什么是实用变压器?


实用变压器具有以下特性:

  • 原边和副边绕组具有有限的电阻。
  • 存在漏磁通,即并非所有磁通都局限于磁路。
  • 磁芯具有有限的磁导率,因此需要相当大的磁动势来在磁芯中建立磁通。
  • 由于绕组电阻、磁滞和涡流,变压器存在损耗。因此,实用变压器的效率低于100%。

图中显示了一个典型的实用变压器,它具有上述所有特性。

绕组电阻

由于变压器的绕组由铜导体组成,因此原边和副边绕组都将具有绕组电阻,这会在变压器中产生铜损或I2R损耗。原边绕组电阻R1和副边绕组电阻R2分别与各自的绕组串联(见图)。

铁损或铁芯损耗

变压器的铁芯受到交变磁通的影响,因此铁芯中会产生涡流损耗和磁滞损耗。磁滞损耗和涡流损耗一起称为铁损铁芯损耗。变压器的铁损取决于电源频率、铁芯中的最大磁通密度、铁芯体积和叠片厚度等。在实用变压器中,铁损的幅度很小。

磁泄漏或漏磁通

由于流经原边绕组的电流产生磁通。与两个绕组都连接的磁通ϕm是有用磁通,称为互感磁通。然而,原边电流产生的部分磁通(ϕ1)不会与副边绕组连接。当负载连接到副边绕组时,电流流过它并产生磁通(ϕ2),该磁通仅与副边绕组连接。因此,如ϕ1或ϕ2之类的磁通,仅与一个绕组连接,称为漏磁通

漏磁通路径主要通过具有非常高磁阻的空气。因此,原边漏磁通(ϕ1)的作用是在原边绕组与串联中引入一个电感性电抗(X1)。同样,副边漏磁通(ϕ)在副边绕组与串联中引入一个电感性电抗(X2)(见图)。

然而,实用变压器中的漏磁通非常小(约为ϕm的5%),但不能忽略。因为漏磁通路径是通过具有非常高磁阻的空气。结果,它需要相当大的磁动势。

铁芯材料的有限磁导率

通常,实用变压器的铁芯由硅钢制成,它具有特定的相对磁导率(μr)。因此,铁芯在一定的磁通密度值下会饱和。因此,实用变压器的铁芯具有有限的磁导率,因此在磁通路径中具有磁阻。

更新于:2021年8月18日

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