降低變壓器負載損耗的分析與措施
加入技術交流群
當繞組電流比較大時，為減少渦流損耗，以及便于繞制線圈，導線被分成數根截面積較小的導線并聯。因漏磁通在導線中感應出電動勢，并聯導線在漏磁場中的位置不同，此電動勢的大小也不同，從而在并聯導線中會引起循環電流，所產生的損耗，稱為環流損耗。
為減少環流損耗，需要對并聯導線進行換位，使并聯導線回路中的漏電勢大小相等，方向相反，從而使并聯導線中不出現循環電流，稱為完全換位;有時并聯導線根數較多，換位后仍存在循環電流，稱為不完全換位。
對于多根并聯導線的不完全換位，需計算其由不完全換位引起的環流損耗。同樣，我們忽略漏磁場畸變，現討論單螺旋式線圈的環流耗計算。當并繞根數較多時，單螺旋線圈進行一次標準換位及“212”換位的環流損耗均遠遠大于“242”換位，因此工程上只采用“242”換位。其計算公式如下(推導略)：
Kb=kbcm(fasWρ / Hx)2 (6)
對于連續式線圈，若導線并聯根數為兩根時，換位是完全的，超過三根時，則是不完全換位，計算其損耗仍可采用(6)式
同時可看出，對于同一種換位，并聯導線數越多，渦流損耗降低，環流耗將增加，但總的雜散損耗還是下降。并聯導線多，對于螺旋式線圈來說，施工及繞制難度上并未變化，但連續式線圈卻要增加底位及連位的換位次數，工藝性不好。這樣，針對三根以上并聯導線的連續式繞組的換位提出了兩種典型的完全換位方式。如下圖(2)所示：
圖2 典型的完全換位法
(a)“改進型”換位 (b)“類潘戈”換位
文獻[7]對傳統型換位、改進型換位、類潘戈換位在繞組端部產生的漏感電勢差進行了計算與討論。在繞組端部，改進型換位所產生的漏感電勢差最小，因而在繞組端部20%左右的線段內采用改進型換位，換位段數根據并繞根數確定。因類潘戈換位的工藝性較好，在繞組中部，可采用類潘戈換位。
圖3 變壓器漏磁分布示意圖
因為在繞組端部20%的區域里，縱向漏磁產生嚴重的彎曲，如圖(3)所示。繞組端部漏磁密度要比中部低得多，大約為50%左右。在端部漏磁彎曲所產生的幅向分量在線圈內不感應出漏磁電勢，因而只考慮縱向分量產生的環流。因此，對于螺旋式線圈，若按傳統“242”方式，即在線圈的1/4，1/2，3/4進行換位，雖然導線長度一致，但并聯導線間的漏感電勢差仍然很大，變壓器容量越大其漏感電勢差越明顯，這勢必影響環流損耗的降低效果，因此應使繞組端部的換位區匝數比中部換位區匝數略多一些，使各并聯導線間的漏感電勢差降至最小，減小環流損耗。 3. 自粘換位導線的優點及應用特點
由以上的分析可知，變壓器的容量越大，漏磁場越強，從而使漏磁場引起的各種雜散損耗增加，因此，在大容量變壓器中，除了由縱向漏磁場引起的渦流損耗外，由幅向漏磁場引起的渦流損耗的計算也是必須的。同時在變壓器設計時，為降低縱向漏磁引起的渦流耗，應適當減小導線厚度，其范圍在1.5-2.24mm;為降低幅向漏磁引起的渦流耗，應適當減小導線寬度，最好小于12.5mm，且導線的寬厚比控制在2-6之間，兩者可調整至合適值，以滿足要求。
對于大容量變壓器來說，因線圈的附加損耗與導線的 電子負載相關文章:電子負載原理 絕對值編碼器相關文章:絕對值編碼器原理
評論