為了輸入不同的電壓,輸入繞組也可以用多個繞組以適應不同的輸入電壓。同時為了輸出不同的電壓也可以用多個繞組。三個獨立的繞組,通過不同的接法(如:星形、三角形),使其輸入三相交流電源,其輸出亦如此,這就是三相變壓器。
三相組式變壓器
三相組式變壓器,如圖1所示,是由三個單相變壓器在電路上做三相聯結而組成的,各相主磁通沿各自鐵心形成一個單獨回路,彼此毫無關系。所以,三相組式變壓器當一次繞組外施三相對稱電壓時,三相主磁通是對稱的。由于三相鐵心相同,三相空載電流也是嚴格對稱的。
三相變壓器用于三相交流電的傳輸,容量大、電壓高。主要也是鐵芯和繞組兩大部分,由三個原邊繞組、三個副邊繞組和鐵心構成。在結構上為了使鐵心和繞組間良好絕緣和散熱,鐵心和繞組浸泡在裝有絕緣油的油箱內,油箱外表面裝有油管散熱器。
三相變壓器的工作原理與單相變壓器相同,每相高、低壓繞組繞在同一鐵心柱上,穿過同一磁通,通過電磁感應進行電能傳輸。
三相變壓器引線端分別用符號表示,高壓繞組側首端為U1.V1.W1,末端為U2.V2.W2,中性點N;低壓繞組側首端為u1.v1.w1,末端u2.v2.w2 ,中性點n。
高低、壓繞組都有星形、三角形接法,相互組合可有六種接法。其中最常用的有三種:Y yn ;Y, d和YN , d 。
①Y , yn接法即高壓繞組星形聯結,低壓繞組也是星形聯結,且帶中性線;
②Y,d連接方式是高壓繞組接成星形,低壓繞組接成三角形;
③YN,d接法是高壓繞組接成星形且帶中性線,低壓繞組接成三角形。
變壓器的內部結構及工作原理
變壓器是將兩組或兩組以上的線圈繞制在同一個線圈骨架上,或繞在同一鐵芯上制成的。通常情況下,把變壓器電源輸入端的繞組稱為初級繞組(又稱一次繞組),其余的繞組為次級繞組(又稱二次繞組),如圖2-1所示。
圖2-1 變壓器的內部結構
單相變壓器和三相變壓器的內部結構基本相同,均是由鐵芯(器身)和繞組兩部分組成,如圖2-2所示。繞組是變壓器的電路,鐵芯是變壓器的磁路,二者構成變壓器的核心即電磁部分。
圖2-2 單相變壓器和三相變壓器的內部結構
常用的變壓器鐵芯有多種類型,典型的結構分別為口字形和日字形,如圖2-3所示。為了減小渦流和磁滯損耗,鐵芯通常選用磁導率較高、相互絕緣、厚度在0.35~0.5mm的硅鋼片疊合而成,有的變壓器鐵芯也選用高磁導率的坡莫合金、鐵氧體等材料制成。
圖2-3 變壓器的兩種鐵芯
變壓器的線圈通常稱為繞組,相當于變壓器的電路部分。繞組是用絕緣良好的漆包線、紗包線或絲包線在鐵芯(骨架)上繞制而成的,如圖2-4所示。變壓器在工作時,電源輸入端的繞組為初級繞組(或稱一次繞組),電源輸出端的繞組為次級繞組(或稱二次繞組)。
圖2-4 變壓器的繞組變壓器內部
繞組相數不同,其繞組數也不同。單相變壓器的內部有2組繞組,而三相變壓器的內部有6組繞組,如圖2-5所示。
圖2-5 單相變壓器和三相變壓器內部繞組結構示意圖
變壓器的工作原理示意圖如圖2-6所示。變壓器的初級繞組和次級繞組相當于兩個電感器,當交流電壓加到初級繞組上時,在初級繞組上就形成了電動勢,產生出交變的磁場,次級繞組受到初級繞組的作用,也產生與初級繞組磁場變化規律相同的感應電動勢(電壓),于是次級繞組輸出交流電壓,這就是變壓器的變壓過程。
圖2-6 變壓器的工作原理示意圖
變壓器的輸出電壓和繞組的匝數有關,一般輸出電壓與輸入電壓之比等于次級繞組的匝數N2與初級繞組的匝數N1之比,即U2/U1=N2/N1;變壓器的輸出電流與輸出電壓成反比(I2/I1=U1/U2),通常降壓變壓器輸出的電壓降低,但輸出的電流增大了,具有輸出強電流的能力。