单项变压器初级与次级电压相位(或电流相位)

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  展开全部有人说,变压器原边和副边的相位是差180°电角度的,理由是:原边是动电生磁,电压与电流在电感线°电角度的相位差,而铁芯的磁场又是和原边电流同步的(同相位),副边感应的电动势是动磁生电,副边的电动势和电流也有90°电角度的相位差,二者叠加,原边电流和副边电流的相位差就是180°。

  也有人说:变压器原边和副边的相位是同相的,理由是:以可调式自耦变压器说明,可调式自耦变压器结构是一层漆包线绕在环形铁芯上的一个线圈,这个线圈上有一个抽头,线伏的线伏的线圈串联。滑动头通过一个电刷和线伏输出。原边和副边的相位若是反相的(差180°电角度叫反相),输出电压应当互抵,那就不会有250伏输出了,所以变压器原边和副边的电压相位应当是同相的。

  请你看看明白:第一个结论是“电流”相位差180度,第二个结论是“电压”的相位是同相的,回答的不是一个问题,所以都是正确的。

  原边相位好理解,但副边电压和电流是怎么回事,电流不是在由负到正的倒流吗?

  是的,副边电流就是在由负到正的倒流!这是因为:原边在回路中相当于负载,电流在负载中是由正到负的正向流动。而副边在它的回路中相当于一个“电源”(其实就是一个动磁生电的电源),在所有电源内部,电流都是由负到正。只有和负载的电流方向相反,电路才能构成一个完整的电流方向一致的环路。

  若想详细地分析变压器的相位,必须把变压器的工作状态分开才能透彻地说明情况。以下是详细的讨论:

  空载情况:变压器空载时,副边回路是断开的,无电流。也就无电流相位可言,变压器气息只讨论电压相位。这时,变压器相当于一个电感接在交流电上,电感内电流要落后于电压90°电角度,而副边所形成的电动势是和原边电流同步的,也滞后于原边电压90°电角度。变压器只有一个很小的空载电流,其值等于电源电压除以原边的阻抗(由于电阻很小,可忽略,理想情况是电抗),这个电流用来维持铁芯内的磁能。

  满载情况:变压器满载时,副边回路接了一个与变压器功率相应的负载(为简化思维、方便讨论,我们暂定这个负载是阻性负载),副边形成一个满载电流,此电流相位比副边电压滞后90°电角度,与原边电流正好差180°电角度,这个电流所形成的磁场与原边电流所形成的磁场大小相等(因为两边的磁动势,也就是安培匝数乘积完全相等)、方向相反,就把铁芯中的磁场全部吸光(抵消的没有了),原边电感量减小,电抗减小,只有增大电流(增加一个空载电流)才能维持铁芯磁场和电抗,此时,串联在副边回路中的负载,等效于并联在原边回路中的同功率的阻性负载,副边电压与原边电压几乎是同相的(就差空载的那5%了),实际相位差在18~20度,功率因数在0.93~0.95左右。

  满载情况:原副边电压相位差20度(基本同相,副边稍微滞后),电流相位差为180度。

  忽略励磁磁场,变压器气息原边与副边产生的磁场相等,方向相反。而磁场与电流同相位,因此,原边电流与副边电流相位差180°。

  实际变压器有励磁电流,原边产生的磁场比副边产生磁场稍大,实际变压器的原副边电流相差不等于180°,但接近180°。

  两个线圈通过的磁通大小相等,方向相反,变压器气息因此,原副边电压相位差180°(无需考虑励磁电流的问题)。

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