[發明專利]可改善輸出波形的變壓器及其改善輸出波形的方法

有效

• 申請號: 201210138227.3
• 申請日: 2012-05-07
• 公開（公告）號: CN102637513A
• 公開（公告）日: 2012-08-15
• 發明（設計）人: 王愛元
• 申請（專利權）人: 上海電機學院
• 主分類號: H01F27/29
• 分類號: H01F27/29;H01F27/40;H02P13/00
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 鄭瑋

技術領域

本發明涉及一種變壓器及其改善輸出波形的方法，特別是涉及一種可改善輸出波形的變壓器及其改善輸出波形的方法。

背景技術

變壓器是電力傳輸和弱電信號轉換的重要設備，它是利用電磁感應原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是繞組和鐵心，圖1為現有技術中常見的變壓器的結構示意圖，如圖1所示，變壓器包括原邊繞組（匝數為N1）、副邊繞組（匝數為N2），其中原邊繞組與副邊繞組繞在一個共同的鐵心上，鐵心中的主磁通由原邊繞組產生。

但是由于變壓器的鐵心存在磁滯現象，磁滯現象使得變壓器的損耗增大、散熱困難、輸出波形發生畸變、諧波含量增大、污染了電網并影響到其它設備的高效率運行；同時變壓器的鐵心也存在磁飽和現象，磁飽和現象也使輸出波形發生畸變、諧波含量增大。

因此，為了減少變壓器損耗、提高運行效率，鐵心一般采用低矯頑力、低剩余磁通和高導磁率的軟磁材料。

然而，低矯頑力、低剩余磁通和高導磁率的鐵心雖然在一定程度上提高了變壓器的效率并改善輸出波形，但不能根除磁滯現象和材料的磁飽和現象，而在近期內也難于找到其他材料取代鐵心材料根除磁滯和磁飽和現象。

發明內容

為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種可改善輸出波形的變壓器及其改善輸出波形的方法，其可以改善變壓器的輸出波形，消除因鐵心磁滯現象引起的波形畸變，減少諧波及減少對電網的污染。

為達上述及其它目的，本發明提供一種可改善輸出波形的變壓器，包括原邊繞組、副邊繞組，除此之外，該變壓器還包括第三繞組及電容，該原邊繞組、副邊繞組及第三繞組繞在一共同的鐵心上，該第三繞組與該電容串聯后與該原邊繞組并聯接到交流電源上。

進一步地，該第三繞組的繞向與該原邊繞組的繞向相同。

進一步地，選擇該第三繞組的匝數與該電容的電容值以使該第三繞組在該鐵心中產生的磁通幅值等于該原邊繞組在該鐵心中產生的剩磁磁通，同時該第三繞組的電流相位超前該原邊繞組電流相位90⁰。

為達到上述及其他目的，本發明還提供一種改善變壓器輸出波形的方法，該方法包括如下步驟：

在變壓器原邊繞組、副邊繞組的基礎上增加第三繞組作為輔助繞組，該原邊繞組、副邊繞組及第三繞組繞在一共同的鐵心上；

該第三繞組與一電容串聯后與該原邊繞組并聯接到交流電源上；以及

選擇該第三繞組的匝數及該電容的電容值，使該第三繞組在該鐵心中產生的磁通幅值等于該原邊繞組在該鐵心中產生的剩磁磁通，同時該第三繞組的電流相位超前該原邊繞組電流相位90⁰。

進一步地，該第三繞組的繞向與該原邊繞組的繞向相同。

與現有技術相比，本發明一種可改善輸出波形的變壓器及其改善輸出波形的方法通過在原邊、副邊兩個繞組的基礎上增加第三繞組，并通過合理設計大大削弱甚至消除鐵心中的磁滯現象，減少了諧波含量，使輸出信號波形得到了改善。

附圖說明

圖1為現有技術中常見的變壓器的結構示意圖；

圖2為本發明一種可改善輸出波形的變壓器的結構示意圖；

圖3為本發明一種改善變壓器輸出波形的方法的步驟流程圖。

具體實施方式

以下通過特定的具體實例并結合附圖說明本發明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發明的其它優點與功效。本發明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發明的精神下進行各種修飾與變更。

圖2為本發明一種可改善輸出波形的變壓器的結構示意圖。如圖2所示，本發明一種可改善輸出波形的變壓器，包括原邊繞組（匝數為N₁）、副邊繞組（匝數為N₂）、第三繞組（匝數為N₃）以及電容C，其中原邊繞組、副邊繞組與第三繞組繞在一個共同的鐵心上，第三繞組與電容C串聯后與原邊繞組并聯接到交流電源上，并且第三繞組的繞向與原邊繞組相同。

為改善輸出波形，消除磁滯和磁飽和現象，還需合理選擇電容C的電容值和第三繞組的匝數N3，使第三繞組在鐵心中產生的磁通幅值等于原邊繞組在鐵心中產生的剩磁磁通幅值，同時第三繞組的電流相位超前原邊繞組電流相位90⁰。

通過分析，原邊繞組電流和鐵心中磁通的變化如下所述：