理论教育 理想变压器的条件及特点分析

理想变压器的条件及特点分析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:理想变压器最初是从实际铁芯变压器抽象出来的电路元件模型,它也是一种耦合元件,是一种新的多端电路元件。理想变压器的电路符号与耦合电感相同,理想变压器示意图及电路模型,如图6-28所示。显然,实际中使用的变压器都无法满足理想变压器的三个条件,因而都不是理想变压器。

理想变压器的条件及特点分析

理想变压器(Ideal Transformer)最初是从实际铁芯变压器抽象出来的电路元件模型,它也是一种耦合元件,是一种新的多端电路元件。理想变压器的电路符号与耦合电感相同,理想变压器示意图及电路模型,如图6-28所示。但其表征参数不是L1、L2和M,而是一个被称作变比(Transformation Ratio)或匝数比(Turns Ratio)的常数n。变比n定义为初级线圈匝数N1和次级线圈匝数N2之比,即

图6-28 理想变压器示意图及其电路模型

(a)理想变压器示意图;(b)电路模型(www.daowen.com)

实际铁芯变压器在满足本身无损耗、全耦合和L1、L2、M均为无穷大但保持不变的情况下,即经过“理想化”和“极限化”演变为理想变压器。因此,理想变压器的三个理想条件为:

(1)变压器本身无损耗,即理想变压器不消耗能量;

(2)耦合系数k=1,即理想变压器无漏磁通(LeakageFlux),称之为全耦合(Unity Coupling);

(3)各绕组的自感系数互感系数为无穷大,且等于常数。

显然,实际中使用的变压器都无法满足理想变压器的三个条件,因而都不是理想变压器。但在实际制造时,可以通过合理选材和先进的制造工艺,使变压器尽可能地接近或者近似满足上述条件。如选用高导电率的金属导线绕制线圈,减小导线电阻,使绕组的欧姆功率损耗趋近于零,即绕组的铜损近于零;选用高导磁率的硅钢片并采用叠式结构制作铁芯以减小铁损。实际上当导线的铜损和磁心的磁滞、涡流引起的铁损远小于变压器所传输的功率,那么这些铜损和铁损就可以忽略不计。此外,还可采用高绝缘层的漆包线密绕、双线绕,所绕线圈的匝数足够多,同时采取对外的磁屏蔽措施,使线圈的耦合系数尽可能接近1,同时也大大提高线圈的自感、互感参数的数值。

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