稳压变压器的原理
稳压变压器是这样一个变压器,如图所示,它由铁心,初级绕组,次级绕组,磁分路,谐振电容器,补偿绕组组成。初级绕组放在铁心的非饱和处,次级绕组放在铁心的磁饱和处,当初级输入电压升高或降低时,在铁心中增减的磁通经磁分路自成回路,而次级绕组所处的铁心始终保持磁饱和状态,所以不会再增加和减少磁通。因此,次级绕组的感应电动势不会因电网电压的变化而变化。下面具体分析一下空载和有负载时的工作情况。
(1)空载
空载时,假设初级电压为U1,电流为I1,圈数为N1,则磁通为I1N1,由于漏磁通回路有空气间隙,而空气磁阻较大,所以大部分磁通通过次级线圈闭合,漏磁很少。
因为E=4.44fNm,所以V1+E1+E漏=0。
(2)负载
有负载时,次级有电流I2流过,次级匝数为N2,次级磁通势为I2N2。变压器铁心磁通,初级次级共同产生,次级磁通也可分为一部分,一部分与初级匝连成主磁通,另一部分通过漏磁铁心只与次级匝连或为漏磁阻,次级所产生的主磁通和初级相反。在一般变压器中,次级产生的反相磁通,初级电流会就此增加以抵消次级磁通,使主磁通基本保持不变。而在稳压变压器中,由于有磁分路的存在,有同样的次级电流时,产生同样的漏磁通,但一部分成为漏磁通,有一部分去抵消初级线圈中的主磁通,由于抵消部分较少,所以初级电流增加很少,真正用于建立次级主磁通也就减少了。另外,由于谐振线圈的存在,所产生的电流形成磁通与主磁通同相,使次级工作在深饱和状态,而初级工作在非饱和状态,形成一个基本稳定的交变磁场磁路。再加上补偿线圈Nk与次级线圈串联(反极性),这样就确保了当输入电压在一定范围内变化时,次级输出电压基本不变时,从而实现输出电压的稳定性。
稳压变压器的结构
稳压变压器结构一般采用WCD型、WED型和WEI型。WCD型稳压变压器一般适用于输出功率在100W以下;WED型稳压变压器一般适用于输出功率在1000W以下;WEI型稳压变压器一般适用于输出功率1000W以上。稳压变压器的制作要点
由于稳压变压器工作在磁饱和状态,铁心容易产生振动而产生噪声,尤其是磁分路片在铁心中,更容易产生噪音。因此在制造时,为了降低噪声,首先应将磁分路预先胶合牢,再固定在铁心中,尤其是WCD型铁心,为了保持窗口一致性,加工磁分路时必须比窗口尺寸略小0.2mm~0.3mm,每付磁分路应事先配好,不能互换。在装配和校验稳压变压器时,当各项指标达到标准时,还必须使两个线包将磁分路压紧,如有间隙,应垫入绝缘片,防止振动。
另外,变压器浸渍应采取真空浸渍,为了更好地防止振动,最好进行一次浸渍。如果变压器在装配校验中噪声很大,那么,光靠浸渍来解决噪声是无济于事的。必须重新安装,检验,直至噪声降低为止。
前面谈到稳压变压器是工作在饱和区的,对外泄漏磁场十分严重,因此固定铁心的夹子件和底座都处在强交变磁场中,这些金属件在变换磁场中同样产生磁滞和涡流损耗而发烫,所以一些紧固件必须采用铝制和不锈钢材料,防止磁化。同样,设计电机箱时,最好采用铝材,其同部应有足够的空间,以防止杂散磁场对电机箱吸引而共振,也可增加对流,随风散热。
稳压变压器的使用
使用稳压变压器与使用电磁稳压器一样,应选用与用电设备的各项技术数据相符合,特别要注意负载功率应低于电源的输出功率。稳压变压器的输入电压一般在176~264V之间,输出电压稳定度应小于±1%,负载调整率小于±3%,波形失真度小于5~10%,而且能连续工作,温升不得超过50~60℃,稳压变压器的特点是它不仅可以输出稳定电压,而且可以变压,既有过载保护特点和抗干扰特性,在某些高精度场合时,可以用作预稳压电源。
稳压变压器在使用时相当方便,只需将电源线通上电源,次级则有稳定的交流电压输出,但接负载时,应注意按上面要求的功率匹配原则,不要认为它有过载保护的优点就忽视了这一点,而且当稳压器长期工作时,应有散热措施。