變壓器極性怎麼判斷?看完就懂了

變壓器是一種能提升或降低交流電壓、電流的電氣設備,它主要由繞組和鐵芯組成。

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實際的變壓器鐵芯並不是一塊厚厚的環形鐵,而是由很多薄薄的、塗有絕緣層的硅鋼片疊在一起而構成的,常見的硅鋼片主要有心式和殼式兩種。由於在閉合的硅鋼片上繞制繞組比較困難,因此每片硅鋼片都分成兩部分,先在其中一部分上繞好繞組,然後再將另一部分與它拼接在一起。

變壓器的繞組一般採用表面塗有絕緣漆的銅線繞制而成,對於大容量的變壓器則常採用絕緣的扁銅線或鋁線繞制而成。

變壓器是由繞組繞制在鐵芯上構成的,對於不同形狀的鐵芯,繞組的繞制方法有所不同,下圖所示是幾種繞組在鐵芯上的繞制方式。

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變壓器的極性說明

變壓器可以改變交流信號的電壓或電流大小,但不能改變交流信號的頻率,當一次繞組的交流電壓極性變化時,二次繞組上的交流電壓極性也會變化,它們的極性變化有一定的規律。以下圖來說明這個問題。

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1.同名端

交流電壓U1加到變壓器的一次繞組L1兩端,在二次繞組L2兩端會感應出電壓U2,並送給負載RL。假設U1的極性是上正下負,L1兩端的電壓也為①正②負(即上正下負),L2兩端感應出來的電壓有兩種可能:一是③正④負,二是③負④正。

如果L2兩端的感應電壓極性是③正④負,那麼L2的③端與L1的①端的極性是相同的,也就說L2的③端與L1的①端是同名端,為了表示兩者是同名端,常在該端標註“·”。當然,因為②端與④端極性也是相同的,故它們也是同名端。

如果L2兩端的感應電壓極性是③負④正,那麼L2的④端與L1的①端的極性是相同的,L2的④端與L1的①端就是同名端。

2.同名端的判別

根據不同情況,可採用下面兩種方法來判別變壓器的同名端。

①對於已知繞向的變壓器,可分別給兩個繞組通電流,然後用右手螺旋定則來判斷兩個繞組產生磁場的方向,以此來確定同名端。

如果電流流過兩個繞組,兩個繞組產生的磁場方向一致,則兩個繞組的電流輸入端為同名端。如下圖(a)所示,電流I1從①端流入一次繞組L1,它產生的磁場方向為順時針,電流I2從③端流入二次繞組L2,L2產生的磁場也為順時針,即兩繞組產生的磁場方向一致,兩個繞組的電流輸入端①、③為同名端。

如果電流流過兩個繞組,兩個繞組產生的磁場方向相反,則一個繞組的電流輸入端與另一個繞組的電流輸出端為同名端。如下圖(b)所示,繞組L1產生的磁場方向為順時針,L2產生的磁場為逆時針,即兩繞組產生的磁場方向相反,繞組L1的電流輸入端①與L2的電流輸出端④為同名端。

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②對於已封裝好、無法知道繞向的變壓器。在平時接觸更多的是已封裝好的變壓器,對於這種變壓器是很難知道其繞組繞向的,用前面的方法無法判別出同名端,此時可使用實驗的方法。該方法說明如下:

如下圖(a)所示,將變壓器的一個繞組的一端與另一個繞組的一端連接起來(圖中是將②、④端連接起來),再在兩個繞組另一端之間連接一個電壓表(圖中是在①、③端之間連接電壓表),然後給一個繞組加一個較低的交流電壓(圖中是在①、②端加U1電壓)。觀察電壓表V測得的電壓值U,如果電壓值是兩個繞組電壓的和,即U = U1 + U2,則①、④端為同名端,其等效原理如下圖(b)所示;如果U = U1 − U2,則①、③端為同名端,其等效原理如下圖(c)所示。

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