漏电感,或漏感,变压器耦合系数。感应加热领域,逆变变压器漏感不可忽略。变压器中一次绕 线与二次绕线的耦合系数。

外文名

leakage inductance

定义

一次绕 线与二次绕线的耦合系数

所属领域

电子工程

概念

漏电感,或漏感,(英文:Leakage inductance)是,变压器中一次绕线与二次绕线的耦合系数。数值较小时,构成变压器的绕线的一部分不会有变压作用,而是与Choke Coil有等效成分所产生的。若一次绕线与二次绕线完全耦合(耦合系数k=1)为理想的变压器时,漏电感的数值为零。但一般变压器的耦合系数多为1以下,因为未 完全耦合,所以绕线的一部分才会有电感的功能。在等效电路上,漏电感指的是与变压器的一次绕线或二次绕线与Choke CoilLe 以串联方式连接。漏电感的定义有电气学会及工业会测量法的两种定义。

漏电感

漏电感的产生

变压器中与一次绕线及二次绕线两者皆互连的磁通称为主磁通(Φ12或Φ21)。变压器的磁通除此之外,还有仅与一次绕线互连而 未与二次绕线互连的一次侧漏磁通(Φσ1),仅与二次绕线互连而 未与一次绕线互连的二次侧漏磁通(Φσ2)。理想的变压器中只会 有主磁通,但实际上因为变压器中有磁气外漏所以一定会有漏磁通 的存在。且,因为漏磁通仅是与一次绕线,二次绕线任一方互连,也就是意味着这是各绕线的电感附加在其中。因此,一次侧漏磁通 为一次侧漏电感,二次侧漏磁通为二次侧漏电感。耦合系数k ,一次绕线的自我电感为L1 ,二次绕线的自我电感为 L2 ,则各漏电感为

漏电感

变压器的等效电路中漏电感在一次侧或二次侧中透过理想的变压器 变换为阻抗,亦被记载为相户电感,这就是三端子等效电路。以三 端子等效电路表示的变压器的等效电路中,一次侧漏电感Le1与二 次侧漏电感Le2为相同数值,这是电气学会定义的漏电感。

漏电感

工业会中实际测量所制定的漏电感Lsc为将变压器的一次绕线或二次 绕线短路,测量另一方所得,此Lsc即为工业会实际测量(工业标准)所得的漏电感,与电气学会定义的漏电感数值不同。实际测量Lopen 及Lsc 可得藕合系数k。

将二次侧短路测量一次侧所得的电感称为一次侧漏电感Lsc1 ,将一 次侧短路测量二次侧所得的电感称为二次侧漏电感Lsc2 。利用这些数值与各自的绕线的自我电感,算出的耦合系数k ,在一次侧及二次侧所测量到的数值必须完全相同。

较为实用的表示方式是将漏电感整合在一次侧或二次侧。等效电路 中不管将漏电感配置在一次侧或二次侧,根据其绕线数比会与阻抗变换值相同。此时,若漏电感Lsc 与变压器的一次绕线或二次绕线与Choke CoilLe 以串联方式连接则会有等效的功能。在设计电路上,工业会中实际 测量所得的漏电感较具实用性。

原理

理想的变压器中,由初级线圈上电压所产生的通量是沿铁芯方向的,而在导体周围通常存在一些不沿这一路径的通量。一些由负载电流引起的通量也在单个线圈的周围。既不穿过初级线圈,也不穿过次级线圈的通量称之为漏通量。这些通量在变压器工作中不起作用,反倒会成为干扰。

在大型功率变压器中负载电流能够超过1000 A,由负载电流产生的通量将会导致很大的漏通而干扰周围的电路。我曾经参观过一幢建筑主变压器放置在10楼,11楼的计算机监控装置就被干扰了,图像出现波纹线。距离超过30 ft,次级电流就会超过1000 A。

大型功率变压器一般难以安装。如果附近有导体路径(钢结构的环),漏通会引起很大的电流。这些电流可能进人整个建筑物中的钢结构。显然,大型配电变压器周围的导体回路是要避免的。变压器铁芯中的洞不能用于安装变压器。这是因为螺栓环绕铁芯形成一个小的短路回路,可以通过绝缘垫圈来避免这一短路圈。

虽然功率变压器的磁化电感非常大,但是并不意味着它可以作为电感器来储存磁场能。实际上变压器就不是被设计用来储存磁场能的。甚至一个很小的直流电流就可以使铁芯饱和。储存能量的大小和B与H成正比,在没有间隙的情况下,H在整个磁通路径中都非常小,因此用来储存磁能的电感器通常都具有间隙,间隙充当了存储场能的空间。

磁化电感的测量可以通过除去所有的次级负载以后,测量初级电流来得到。漏感的测量则可以通过将所有的次级回路短接以后,测量初级电流得到。对于线圈的电阻,则可以用欧姆表直接测出。