降低變壓器負(fù)載損耗的分析與措施
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當(dāng)繞組電流比較大時(shí)，為減少渦流損耗，以及便于繞制線圈，導(dǎo)線被分成數(shù)根截面積較小的導(dǎo)線并聯(lián)。因漏磁通在導(dǎo)線中感應(yīng)出電動(dòng)勢，并聯(lián)導(dǎo)線在漏磁場中的位置不同，此電動(dòng)勢的大小也不同，從而在并聯(lián)導(dǎo)線中會(huì)引起循環(huán)電流，所產(chǎn)生的損耗，稱為環(huán)流損耗。
為減少環(huán)流損耗，需要對并聯(lián)導(dǎo)線進(jìn)行換位，使并聯(lián)導(dǎo)線回路中的漏電勢大小相等，方向相反，從而使并聯(lián)導(dǎo)線中不出現(xiàn)循環(huán)電流，稱為完全換位;有時(shí)并聯(lián)導(dǎo)線根數(shù)較多，換位后仍存在循環(huán)電流，稱為不完全換位。
對于多根并聯(lián)導(dǎo)線的不完全換位，需計(jì)算其由不完全換位引起的環(huán)流損耗。同樣，我們忽略漏磁場畸變，現(xiàn)討論單螺旋式線圈的環(huán)流耗計(jì)算。當(dāng)并繞根數(shù)較多時(shí)，單螺旋線圈進(jìn)行一次標(biāo)準(zhǔn)換位及“212”換位的環(huán)流損耗均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于“242”換位，因此工程上只采用“242”換位。其計(jì)算公式如下(推導(dǎo)略)：
Kb=kbcm(fasWρ / Hx)2 (6)
對于連續(xù)式線圈，若導(dǎo)線并聯(lián)根數(shù)為兩根時(shí)，換位是完全的，超過三根時(shí)，則是不完全換位，計(jì)算其損耗仍可采用(6)式
同時(shí)可看出，對于同一種換位，并聯(lián)導(dǎo)線數(shù)越多，渦流損耗降低，環(huán)流耗將增加，但總的雜散損耗還是下降。并聯(lián)導(dǎo)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(xù)式線圈卻要增加底位及連位的換位次數(shù)，工藝性不好。這樣，針對三根以上并聯(lián)導(dǎo)線的連續(xù)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(jìn)型”換位 (b)“類潘戈”換位
文獻(xiàn)[7]對傳統(tǒng)型換位、改進(jìn)型換位、類潘戈換位在繞組端部產(chǎn)生的漏感電勢差進(jìn)行了計(jì)算與討論。在繞組端部，改進(jìn)型換位所產(chǎn)生的漏感電勢差最小，因而在繞組端部20%左右的線段內(nèi)采用改進(jìn)型換位，換位段數(shù)根據(jù)并繞根數(shù)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?yàn)樵诶@組端部20%的區(qū)域里，縱向漏磁產(chǎn)生嚴(yán)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(chǎn)生的幅向分量在線圈內(nèi)不感應(yīng)出漏磁電勢，因而只考慮縱向分量產(chǎn)生的環(huán)流。因此，對于螺旋式線圈，若按傳統(tǒng)“242”方式，即在線圈的1/4，1/2，3/4進(jìn)行換位，雖然導(dǎo)線長度一致，但并聯(lián)導(dǎo)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(huán)流損耗的降低效果，因此應(yīng)使繞組端部的換位區(qū)匝數(shù)比中部換位區(qū)匝數(shù)略多一些，使各并聯(lián)導(dǎo)線間的漏感電勢差降至最小，減小環(huán)流損耗。 3. 自粘換位導(dǎo)線的優(yōu)點(diǎn)及應(yīng)用特點(diǎn)
由以上的分析可知，變壓器的容量越大，漏磁場越強(qiáng)，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(jì)算也是必須的。同時(shí)在變壓器設(shè)計(jì)時(shí)，為降低縱向漏磁引起的渦流耗，應(yīng)適當(dāng)減小導(dǎo)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(yīng)適當(dāng)減小導(dǎo)線寬度，最好小于12.5mm，且導(dǎo)線的寬厚比控制在2-6之間，兩者可調(diào)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(dǎo)線的 電子負(fù)載相關(guān)文章:電子負(fù)載原理 絕對值編碼器相關(guān)文章:絕對值編碼器原理
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