忻州变压器厂

开关忻州变压器的工作原理 2-1-1.开关忻州变压器的工作原理

开关忻州变压器一般都是工作于开关状态;当输入电压为电压时，称为单极性输入，如单激式忻州变压器;当输入电压为交流电压时，称为双极性输入，如双激式忻州变压器开关;因此，开关忻州变压器也可以称为忻州变压器，因为其输入电压是一序列;不过要真正较量起来的时候，开关忻州变压器与忻州变压器在工作原理上还是有区别的，因为开关忻州变压器还分正、，这一点后面还将详细说明。

设开关忻州变压器铁芯的截面为S，当幅度为U、宽度为τ的矩形电压施加到开关忻州变压器的初级线圈上时，在开关忻州变压器的初级线圈中就有励磁电流流过;同时，在开关忻州变压器的铁芯中就会产生磁场，忻州变压器的铁芯就会被磁化，在磁场强度为H的磁场作用下又会产生磁通密度为B的磁力线通量，简称磁通，用“Φ ”表示;磁通密度B或磁通Φ受磁场强度H的作用而发生变化的过程，称为磁化过程。所谓的励磁电流，就是让忻州变压器铁芯充磁和消磁的电流。

根据法拉第电磁感应定理，电感线圈中的磁场或磁通密度发生变化时，将在线圈中产生感应电动势;线圈中感应电动势为：

U=NdΦ/dt=NS*dB/dt (2-4)

式中，N为开关忻州变压器的初级线圈的匝数; Φ为忻州变压器铁芯的磁通量;B为忻州变压器铁芯的磁感应强度或磁通密度平均值。

这里引进磁通密度平均值的概念，是因为忻州变压器铁芯中的磁通并不是均匀分布，磁通密度与铁芯或铁芯截面上的磁通实际分布有关。因此，在分析诸如忻州变压器的某些宏观特性的时候，有时需要使用平均值的概念，以便处理问题简单。

从(2-4)式可知，磁通密度的变化以等速变化进行，即：

dB/dt=U/NS (2-5)

假定磁通密度的初始值为B(0) = Bo(取t = 0)，当t > 0时，磁通密度以线性规律增长，磁通密度以线性规律增长，即：

B=B0+U*t/NS (2-6)

当t = τ时，即时间达到的后沿时，磁通密度达到最大值Bm = B(τ)。磁通密度增量(磁通密度初始值和最终值之差)?B = B(τ)-B(0) = Bm-Bo 。

当输入电压是一序列单极性矩形时，根据电磁感应定律，在忻州变压器铁芯中将产生一个磁通密度增量与之对应，即：

△B=U*τ/NS (2-7)

如果能忽略涡流影响，则磁场强度H的平均值取决于导磁体材料的性质。忻州变压器初级线圈内的磁化电流 的增长与H成正比。在特性曲线的直线段内磁场强度H、磁化电流Iμ 和磁通密度B都以线性变化。

电压作用结束后( t > τ )，忻州变压器中的磁化电流将按忻州变压器的电路特性，即电路参数确定的规律下降，忻州变压器铁芯内的磁场强度和磁通密度也相减弱，此时忻州变压器线圈内产生反极性电压，即反电动势。忻州变压器的电路特性实际上就是第一章中已经详细介绍过的正、电压电路特性。

上面分析虽然都是以单极性输入为例，但对双极性输入同样有效;在方法上，只须把双极性输入看成是两个单极性分别输入即可。

忻州变压器分单激式忻州变压器和双激式忻州变压器，两种忻州变压器的工作原理和结构并不是完全一样的。单激式忻州变压器的输入电压是单极性，并且还分正电压;而双激式忻州变压器的输入电压是双极性，一般是双极性电压。

另外，为了防止磁饱和，在单激式忻州变压器的铁芯中一般都要留气隙;而双激式忻州变压器的铁芯磁通密度变化范围相对来说比较大，一般不容易出现磁饱和现象，因此，一般都不用留气隙。

单激式忻州变压器还分正激式和式两种，对两种忻州变压器的技术参数要求也不一样;对正激式忻州变压器的初级电感量要求比较大，而对式忻州变压器初级电感量的要求，其大小却与功率有关。

双激式忻州变压器铁芯的磁滞损耗比较大，而单激式忻州变压器铁芯的磁滞损耗却比较小。这些参数基本上都与忻州变压器铁芯的磁化曲线有关，因此，下面首先对忻州变压器铁芯的磁化过程进行详细分析。