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自耦變壓器電流、電壓、容量關(guān)系分析及設計
    
     只有單個線圈的變壓器，叫做自耦變壓器，自耦變壓器有單相的，也有三相的，和普通變壓器一樣，自耦變壓器既可是升壓變壓器，也可是降壓變壓器。
    
     自耦變壓器的計算和普通變壓器的計算基本相同，不同在于選擇鐵心時，是按照通過電磁感應傳遞的功率，即繞組容量（電磁容量）進行選擇的，而不是按其傳遞容量即輸出功率進行選擇的，另一特點是公共繞組的電流是初次級電流之差。
    
     2電壓、電流關(guān)系分析
    
     現(xiàn)以降壓自耦變壓器為例分析電壓、電流關(guān)系，自耦變壓器的原邊繞組匝數(shù)N1，大于副邊繞組匝數(shù)N2，繞組3-1段是高、低壓公用叫公共繞組，圖中標出了各電磁量的正方向（參考方向）。
    
     自耦變壓器與雙繞組變壓器一樣，有主磁通和漏磁通，主磁通在繞組中產(chǎn)生感應電動勢E1和E2，研究原、副邊電壓、電動勢關(guān)系時，由于主磁通比漏磁通大很多，因此漏阻抗壓降可忽略，這樣當原邊接在額定電壓上（U1），副邊的電壓（U20），即為空載時副邊電壓，它們的關(guān)系為：
    
     （1-1）
    
     k：自耦變壓器變比
    
     自耦變壓器帶負載時，由于電源電壓保持額定值，主磁通為常數(shù)，因此同雙繞組變壓器一樣，也有同樣的磁通勢平衡關(guān)系，即：
    
     分析負載運行時，可忽略i0，則有：
    
     即： （1-2）
    
     由式（1-1）、（1-2）可知自耦變壓器負載運行時，原副電壓數(shù)值相差k倍，電流相差1/k，與雙繞組變壓器的關(guān)系相同。
    
     由接線圖1.2，根據(jù)基爾霍夫定律得出A點的電流關(guān)系為：
    
     （1-3）
    
     由于k＞0，可知公共繞組的電流大小是初次級電流之差。
    
     3容量關(guān)系分析
    
     對于自耦變壓器必須分清楚變壓器容量和繞組容量。所謂變壓器容量就是它的 輸入容量，也等于它的輸出容量，在數(shù)值上為輸入（輸出）的電壓乘以電流，當輸入（輸出）的電壓及電流為額定值時，變壓器的容量即為額定容量S，變壓器的容量也叫做通過容量。所謂繞組容量就是繞組的電壓與電流的乘積，又叫做電磁容量，額定的電壓與電流的乘積，就是該繞組的額定容量。對于雙繞組變壓器，原邊繞組容量就是變壓器的輸入容量，副邊繞組容量就是變壓器的輸出容量，因此都等于變壓器容量，但是對于自耦變壓器來說，變壓器容量與繞組容量卻不相等。
    
     自耦變壓器的容量為：
    
     （1-4）
    
     繞組3-1段的容量為：
    
     （1-6）
    
     式（1-5）、（1-6）表明，負載運行時，繞組2-3和3-1的容量相等且都比變壓器容量小，是變壓器容量的（1-1/k），而一般雙繞組變壓器原副邊繞組容量都等于變壓器容量，因此這兩種變壓器相比較，當變壓器容量相同時，自耦變壓器的繞組容量比雙繞組變壓器容量小。
    
     這是因為：從式1-2可以看出，i1和i2的相位在忽略勵磁電流時的相差180°，同時k＞1，因此I2＞I1，實際上A點的電流有效值的關(guān)系為：
    
     （1-7）
    
     因此自耦變壓器的副邊輸出的容量為：
    
     （1-8）
    
     由上式看出，自耦變壓器的輸出容量為兩部分，一部分是U31·I=S31，這是通過繞組2-3段和3-1段的電磁作用傳到副邊再送給負載的容量，是電磁容量，也就是3-1段的繞組容量，也等于2-3段的繞組容量；另一部分是U31·I1=S傳導，叫做傳導容量，它是I1直接傳到負載去的，它不需要增加繞組的容量。因此自耦變壓器的繞組容量小于額定容量；雙繞組變壓器沒有傳導容量，全部輸出容量都經(jīng)過原副繞組的電磁感應作用傳遞的，因而繞組容量與變壓器容量相等。 上面的容量關(guān)系也可以從輸入容量分析：
    
     （1-9）
    
     由上式可以看出，自耦變壓器的輸入容量比2-3段繞組容量S23同樣增加了一個傳導容量S傳導。
    
     4設計實例
    
     4.1設計要求
    
     初級輸入電壓：U1 =AC220V；電源頻率：f=50Hz；
    
     次級輸出電壓U2=AC110V；次級輸出功率：P2=80W；
    
     變壓器允許溫升：Δτm≤60℃；環(huán)境溫度：τz=40℃；
    
     絕緣等級：E級；正常大氣條件（1.013×105Pa） 電路圖見1.1（b）
    
     4.2設計步驟
    
     4.2.1計算變壓器的繞組容量（電磁容量），選擇變壓器的鐵心
    
     可選擇常用的EI型鐵心：EI66×35 50H800
    
     鐵心參數(shù)：Sc =7.32cm2;Lc=12.26cm; Gc=0.778Kg
    
     Sc :鐵心的有效截面積；Lc：鐵心的平均磁路長度；Gc：鐵心總質(zhì)量
    
     50H800鐵心磁化曲線如圖1.3；鐵心損耗曲線如圖1.4
    
     取 B0=1.45T，由圖1.3得出 H~=6.7A/cm，由圖1.4得出 PS=5.9W/kg B0：空載磁感應強度；H~：磁場強度；PS：鐵心單位損耗
    
     4.2.2計算初次級匝數(shù)
    
     初級匝數(shù)：N1=U1×104/（4.44fB0SC）
    
     =220×104/（4.44×50×1.45×7.32）
    
     ≈934匝
    
     假定電壓調(diào)整率： 則次級空載電壓：
    
     次級匝數(shù)
    
     4.2.3電流計算
    
     磁化電流：Iψ0=H~LC/N1=6.7×12.26/934=0.088A
    
     鐵損電流：Ic0=Pc0/U1=PsGc/U1
    
     =5.9×0.778/220=0.021A
    
     空載電流：I0=（Iψ02+Ic02）^1/2
    
     =（0.0882+0.0212）^1/2=0.091A
    
     輸出電流：I2=P2/U2=80/110=0.727A
    
     次級反射到初級的電流：
    
     I2’=（N2/N1）I2=（497/934）×0.727=0.387A
    
     初級電流有功分量：
    
     I1有=I2’+IC0=0.387+0.021=0.408A
    
     初級電流：
    
     I1=（I1有2+Iψ02）^1/2=（0.4082+0.0882）^1/2=00.417A
    
     公共繞組電流：I=I2-I1=0.727-0.417=0.31A
    
     4.2.4漆包線的線徑選擇 取電流密度j=3./mm2
    
     串聯(lián)繞組：
    
     d1=1.13（I1/j）^1/2=1.13×（0.417/3.5）^1/2=0.39mm
    
     公共繞組：
    
     d2=1.13（I1/j）^1/2=1.13×（0.31/3.5）^1/2=0.336mm
    
     查線規(guī)表，采用UEW漆包線或QZ-2/130
    
     取d1=0.4mm，d1max=0.439mm，
    
     142Ω/KM，8.28g/Ω
    
     取d2=0.35mm，d2max=0.387mm，
    
     186Ω/KM，4.86g/Ω
    
     4.2.5參量計算
    
     查骨架參數(shù)表得：繞線寬度hm=30.1mm；繞線高h=9.1mm；底筒外周長LD=124mm
    
     串聯(lián)繞組：
    
     每層匝數(shù)：m1= hm/（d1maxKP）-1
    
     =30.1/（0.439×1.05） -1≈64匝
    
     層數(shù)：S1=（N1-N2）/m1=（934-497）/64≈7層
    
     公共繞組：
    
     每層匝數(shù)：m2= hm/（d2maxKP）-1
    
     =30.1/（0.387×1.05） -1≈73匝
    
     層數(shù)：S2=N2/m2=497/73≈7層
    
     KP：排線系數(shù)
    
     串聯(lián)繞組厚度：繞組之間包電纜紙2×0.13mm
    
     δ1= d1maxS1Kd+Z外包+Z層間
    
     =0.439×7×1.05+2×0.13+0=3.49mm
    
     公共繞組厚度：外層包電纜紙4×0.13mm
    
     δ2= d2maxS2Kd+Z外包+Z層間
    
     =0.387×7×1.05+4×0.13+0=3.37mm
    
     繞組總厚度：
    
     δ=δ1+δ2=3.49+3.37=6.86mm＜h=9.1mm，故線圈能夠繞下
    
     Kd：疊線系數(shù)
    
     串聯(lián)繞組平均匝長：參照圖1.5
    
     Lm1=（LD+πδ1） /10=（124+3.14×3.49）/10=13.5cm
    
     公共繞組平均匝長：
    
     Lm2=[LD+π（2δ1+δ2）]/10
    
     =[124+3.14×（2×3.49+3.37）]/10=15.65cm
    
     串聯(lián)繞組總長度：
    
     L1=Lm1（N1-N2）×10-2=13.5×（934-497）×10-2=59m
    
     公共繞組總長度：
    
     L2= Lm2N2×10-2=15.65×497×10-2=77.78m
    
     串聯(lián)繞組銅總重量：
    
     Gm1 = 59×10-3×142×8.282= 69.4g
    
     公共繞組銅總重量：
    
     Gm2 = 77.78×10-3×186×4.861= 70.3g
    
     串聯(lián)繞組20℃銅阻：
    
     r1 = 59×10-3×142=8.38Ω
    
     公共繞組20℃銅阻：
    
     r2 = 77.78×10-3×186=14.47Ω
    
     串聯(lián)繞組熱態(tài)銅阻：
    
     R1 = KT r1=1.32×8.38=11.06Ω
    
     公共繞組熱態(tài)銅阻：
    
     R2 = KT r2=1.32×14.47=19.1Ω
    
     KT—熱態(tài)銅阻與20℃銅阻之比；由于τz+Δτm=100℃，由1.6KT曲線圖可知KT=1.32
    
     熱態(tài)銅損：
    
     PCU=I12R1+I2R2
    
     =0.4172×11.06+0.312×19.1=3.76W
    
     4.2.6電氣參數(shù)核算
    
     次級空載電壓：
    
     U20=（N2/N1） U1=（497/934）×220=117.1V
    
     初級感應電壓：
    
     E1=U1-I1R1=220-0.417×11.06=215.4V
    
     次級感應電壓：
    
     E2= （N2/N1） E1=（497/934）×215.4=114.6V
    
     次級負載電壓：
    
     U2= E2-IR2=114.6-0.31×19.1=108.7V
    
     該電壓比實際要求（110V）偏低，為此可修正次級匝數(shù)N2=503匝
    
     同理可計算：
    
     r1=8.27Ω；r2=14.66Ω；R1=10.92Ω；
    
     R2=19.35Ω；PCU=3.756W；U20=118.5V；
    
     E1=215.45V；E2=116.03V；U2=110V
    
     電壓調(diào)整率：
    
     ΔU%=（U20-U2）/U20=（118.5-110）/118.5=7.17%
    
     4.2.7溫升計算
    
     查鐵心參數(shù)表得：αm0=1.1×10-3；β=2.38； Fm=54.61cm2
    
     初始溫升比：
    
     =1.5×2.38×3.756/（5.9×0.778）=2.92
    
     根據(jù)初始溫升比，由圖1.7可知熱平衡系數(shù)k=1.22
    
     則待修正溫升：
    
     Δτm0=（PCO+PCU）/[αm0Fm（1+1.5β/k）]
    
     =（4.59+3.756）/[1.1×10-3×54.61×（1+1.5×2.38/1.22）]=35.4℃
    
     環(huán)境溫度τz=40℃，由圖1.8可知環(huán)境溫度τz對αm0的修正系數(shù)KZ=1.07
    
     在正常大氣壓下，由圖1.9可知氣壓對αm0的修正系數(shù)KD=1
    
     則Δτm0/（KZKD）=35.4/（1.07×1）=33.1℃
    
     由Δτm0/（KZKD）=33.1℃，從圖2.0可以得出發(fā)熱體本身溫度高低對αm0的修正系數(shù)Km=0.92
    
     修正后的平均溫升：
    
     Δτm=Δτm0/（KZKD）×1/Km=33.1/0.92=36℃
    
     Δτc=Δτm/k =36/1.22 =29.5℃
    
     溫升符合設計要求。
    
     5小結(jié)
    
     自耦變壓器繞組容量為變壓器容量的（1-1/k），因此k越接近1，（1-1/k）越小，其優(yōu)點就越突出，通常自耦變壓器的變比不超過2。 但自耦變壓器也有自身的缺點：由于次級繞組間的電的，整個變壓器的絕緣應按高壓繞組來設計，而且存在著公共接地點，它不能作為隔離變壓器來使用，當變比較高時，自耦變壓器的優(yōu)點也就消失了。

 PSRLC變壓器容量特性測試儀

主要功能及特點：
1、可測量各種配電變壓器的容量，無源測量，方便、準確。
2、可測量各種類型的變壓器的空載電流、空載損耗、短路電壓、短路損耗、零序阻抗。
3、可自動進行波形畸變校正，溫度校正，電壓校正（非額定電壓下的空載試驗），電流校正（非額定電流條件下的短路試驗），操作人員只需根據(jù)變壓器類型輸入校正指數(shù)儀器即可自動計算出校正后的結(jié)果，非常適合沒有做稍大容量變壓器短路試驗條件的單位。
4、允許外接電壓互感器和電流互感器進行擴展量程測量，可測量任意參數(shù)的被試品。
5、電壓回路寬量限：電壓zui大可測量到750V，不用切換檔位即可保證精度。不會因電壓檔位選錯而對儀器本身有所損壞。
6、大屏幕、高亮度的液晶顯示，全漢字菜單及操作提示實現(xiàn)友好的人機對話，觸摸按鍵使操作更簡便，寬溫液晶帶亮度調(diào)節(jié)，可適應冬夏各季。
7、用戶可隨時將測試的數(shù)據(jù)通過微型打印機將結(jié)果打印出來。
儀器輸入特性：
有源部分
電壓測量范圍：0~10V
電流測量范圍：0~10A
無源部分
電壓測量范圍：0~750V 寬量限。
電流測量范圍：0~100A內(nèi)部全部自動切換量程。

PSKZC變壓器空載短路測試儀 
 

產(chǎn)品概述：
      PSKZC變壓器空載短路測試儀采用數(shù)字同步采樣技術(shù)，準確測量三相用電設備的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率等參數(shù)的真有效值，測量精度為0.2 級。具有測量速度快、精度高、使用方便、輕巧美觀等到特點。專門應用于電力變壓器的電量的檢測，該儀表可取代于九塊同等級指針儀表，是傳統(tǒng)電量測試儀表的理想換代產(chǎn)品。
產(chǎn)品特點：
     1、采用240×64點陣液晶顯示屏（帶背光）同時顯示三相電壓、電流、低壓側(cè)電壓、功率、功率因數(shù)、頻率等20個參數(shù)。
     2、可測試空載和短路試驗所需的電量參數(shù)。
     3、線性范圍寬、讀數(shù)重復性好、性能穩(wěn)定。
     4、保證功率因數(shù)0.000～1.000的準確測量，尤其適用于低功率因數(shù)負載的檢測。
     5、方便的鎖存功能保證測量數(shù)據(jù)的同時性及操作的方便性。
技術(shù)指標：

電壓（V）：量程500V±（讀數(shù)的0.1%+量程的0.1%）
電流（A）：量程80A±（讀數(shù)的0.1%+量程的0.1%）
功率（W）：±（讀數(shù)的0.1%+量程的0.1%）
功率因數(shù)：范圍0 ～1     精度±5個字
頻率：40～60Hz      0.05%
整機功耗：小于*
工作電源：AC220V±10%        50Hz
使用環(huán)境：工作溫度0～40℃    

 
友情提醒：買儀器要買直接生產(chǎn)廠家，產(chǎn)品質(zhì)量及售后服務有保證。