[发明专利]创能变压器

说明书

技术领域

本发明涉及能源和电力设备领域，特别是一种创能变压器。

技术背景

变压器是一种利用电磁互感应，变换电压、电流和阻抗的器件。变压器由提供磁通路径的闭合铁芯及绕在铁芯上的两个线圈绕组组成，其中接电源的绕组叫初级绕组，其匝数为N1，另一个绕组接负载，叫做次级绕组，其匝数为N2。初级绕组又叫原边绕组，次级绕组又叫副边绕组。当一个正弦交流电压U1加在原边绕组两端时，导线中就有交变电流I1并产生交变磁通ф1，它沿着铁芯穿过原边绕组和副边绕组形成闭合的磁路，在副边绕组中感应出互感电势U2，同时ф1也会在原边绕组上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反且幅度相近，从而限制了I1的大小。为了保持磁通ф1的存在就需要有一定的电能消耗，并且变压器本身也有一定的损耗，尽管此时次级没接负载，原边绕组中仍有一定的电流，这个电流我们称为“空载电流”。如果次级接上负载，副边绕组就产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，ф2的方向与ф1相反，起了互相抵消的作用，使铁芯中总的磁通量有所减少，从而使初级自感电压E1减少，其结果使I1增大，可见初级电流与次级负载有密切关系。当次级负载电流加大时I1增加，ф1也增加，并且ф1增加部分正好补充了被ф2所抵消的那部分磁通，以保持铁芯里总磁通量不变。

本发明利用磁阻最小原理，也就是磁通总是沿磁阻最小的路径闭合，在主铁芯的基础上，通过增加附加铁芯，增加了副边附加磁路和原边副加磁路，使副边产生的磁通ф2从副边附加磁路通过，副边产生磁通时，迫使原边磁通ф1从原边附加磁路通过，避免ф2与ф1相互抵消。由于磁通ф1只是从主磁路改道至原边附加磁路，磁通ф1的变化很小，电流I1也很小，当副边接有负载时，副边输出的功率比原边输入的功率大得多。

发明内容

本发明是这样实现的：一种创能变压器，主要包括铁芯(1)、原边绕组(2)、副边绕组(3)，其特征是：铁芯由主铁芯和附加铁芯组成，铁芯中包含有主磁路(4a)、原边附加磁路(4b)和副边附加磁路(4c)；原边绕组和副边绕组分别设在不同的铁芯柱上；主磁路比原边附加磁路短，副边附加磁路比主磁路短。

创能变压器的工作原理：当一个脉冲电压或正弦交流电压U1加在原边绕组两端时，导线中就有交变电流或脉冲电流I1并产生交变磁通或脉冲磁通ф1，它沿着铁芯穿过原边绕组和副边绕组形成闭合的磁路，在副边绕组中感应出互感电势U2，副边绕组产生电流I2，并因此而产生磁通ф2，由于副边附加磁路比主磁路短，磁通ф2从副边附加磁路通过并形成闭合磁路。由于磁通ф2的方向与磁通ф1的方向相反，迫使磁通ф1改变磁路，即磁通ф1的磁路由原来的主磁路改变为原边附加磁路，并在原边附加磁路形成新的闭合磁路，同时ф1也会在原边绕组上感应出一个自感电势E1，E1的方向与所加电压U1方向相反且幅度相近，从而限制了I1的大小。由于磁通ф2与磁通ф1在不同的磁路通过，不起互相抵消的作用，ф1从原边附加磁路通过仍可在原边绕组上感应出与所加电压U1方向相反且幅度相近的反电动势，其结果使I1变化很小。虽然磁通ф2会在副边绕组感应出一个自感电势E3，而且E3的方向与E2的方向相反，但是，由于磁通ф2比电流I2滞后90度相位角，电流I2仍可对负载做功。

创能变压器的分类：

按电源相数分为单相创能变压器、三相创能变压器、多相创能变压器。

按冷却方式分为干式创能变压器、油浸创能变压器、氟化物(蒸发冷却)创能变压器。

按防潮方式分为开放式创能变压器、灌封式创能变压器、密封式创能变压器。

按用途分为电源创能变压器、调压创能变压器、音频创能变压器、中频创能变压器、高频创能变压器、脉冲创能变压器、大电流创能变压器、试验创能变压器、电炉创能变压器。

此外创能变压器根据需要还可以做成具有防雷或抗干扰或整流等功能的创能变压器。

油浸式创能变压器一般为大容量变压器，主要包括器身(铁芯、绕组、绝缘、引线)、变压器油、油箱和冷却装置、调压装置、保护装置(吸湿器、安全气道、气体继电器、储油柜及测温装置等)和出线套管。油浸式创能变压器依靠油作冷却介质，如油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等。

干式创能变压器依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器。

音频创能变压器是工作在音频范围的变压器，又称低频创能变压器。工作频率范围一般从10～20000Hz。