變壓器構造——核心式和殼式

變壓器的設計使其接近理想變壓器的特性。為此，採用了以下設計考慮因素

• 鐵心由具有高磁導率和低磁滯損耗的磁性材料（如矽鋼）製成。此外，鐵心採用疊片結構以減少渦流損耗。因此，透過這些措施可以大大減少鐵損或鐵心損耗，從而降低空載電流。
• 在實際應用中，並非將初級繞組放在一個鐵芯柱上，次級繞組放在另一個鐵芯柱上，而是將每個繞組的一半繞在其中一個鐵芯柱上，另一半繞在第二個鐵芯柱上。這確保了兩個繞組之間緊密的磁耦合。結果，變壓器的漏磁通量大大減少。
• 變壓器繞組電阻R1和R2最小化，以減少I2R損耗，從而降低變壓器的溫升。

透過採用這些結構特徵，變壓器的效率大大提高。

變壓器構造

變壓器由放置在磁芯上的初級和次級繞組組成。磁芯用於為磁通提供確定的路徑。變壓器的鐵芯由稱為疊片的薄矽鋼片製成。疊片之間透過一層耐熱搪瓷絕緣塗層相互絕緣，並緊密壓在一起。

根據初級和次級繞組在鐵芯上的排列方式，變壓器分為兩種型別

• 核心式構造
• 殼式構造

核心式變壓器構造

在核心式變壓器的構造中，磁芯由兩個垂直的柱（鐵芯柱）和兩個水平的部分（軛鐵）組成。為了將漏磁通量降至最小值，每個繞組的一半都放置在鐵芯的每個柱上（見圖）。

低壓（lv）繞組放置在靠近鐵芯的位置，高壓（hv）繞組放置在低壓繞組周圍。這減少了對絕緣材料的需求。因此，初級和次級繞組排列成同心線圈，因此被稱為同心繞組或筒式繞組。

核心式變壓器的構造易於拆卸維修。核心式變壓器的自然冷卻效果良好。因此，核心式變壓器適用於高壓和小輸出應用。

殼式變壓器構造

在殼式變壓器的構造中，磁芯由三個垂直的柱和兩個水平的部分組成。初級和次級繞組都繞在中央柱上，而兩個外部柱提供低磁阻的磁通路徑（見圖）。

因此，殼式構造涉及使用雙磁路。低壓（lv）繞組放置在靠近鐵芯的位置（在中央柱上），高壓（hv）繞組放置在低壓繞組周圍。這種佈置減少了對絕緣材料的需求。

殼式變壓器的構造提供了更好的支撐，以抵抗載流導體之間的電磁力，在短路條件下這種力非常大。

在殼式變壓器中，磁路較短，因此需要較小的勵磁電流。殼式變壓器的自然冷卻效果較差，因為線圈放置在中央柱上。殼式變壓器主要用於低壓和大輸出應用。

Manish Kumar Saini

更新於：2021年8月13日

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