在电气工程中,变压器是一种静态电机,用于转换交流电压水平,即升压和降压,用于将电力从发电站传输到公用设施点。
变压器在不改变其频率的情况下改变交流电压的电平。变压器的工作原理是互感。典型的变压器由两个绕组组成,一个是初级绕组,另一个是次级绕组。输入电源连接到变压器的初级绕组,而转换后的输出来自次级绕组,负载也连接到它。
根据使用变压器的供电系统类型,变压器有两种类型:单相变压器和三相变压器。
一、什么是单相变压器:
一种仅由一对变压器线圈或绕组组成的变压器,即一个初级绕组和一个次级绕组,用于将单相交流电压转换为所需值,称为单相变压器。
典型单相变压器的铁芯和绕组布置如图1所示。连接到1相交流电源的单相变压器的绕组称为初级绕组,负载所连接的绕组称为次级绕组。
单相变压器通常用于不同的应用,例如为需求和成本较少的农村地区的家庭负载供电、家用逆变器、焊机、电视机和其他用于调节电压的电子设备。
二、什么是三相变压器:
由放置在三段铁芯中的三对变压器绕组组成的变压器,其中每段包含一对初级绕组和次级绕组,用于升压或降压三相交流电压称为三相变压器。
典型的铁芯型三相变压器的原理图如图2所示。但是,也可以使用三个相同的单相变压器来设计三相变压器,这种类型的三相变压器称为三变压器组。
三相变压器广泛用于电力系统中,用于输配电。由于单个三相变压器可以为三个单相电路供电,因此比单相变压器更经济。在实践中,城市地区使用的配电变压器大多是三相变压器。此外,还有几个三相负载,如三相感应电机、同步电机等,它们通过使用三相变压器供电。
三、单相变压器和三相变压器的区别:
参数 | 单相变压器 | 三相变压器 |
定义 | 一种仅由一对变压器绕组(一个初级绕组和一个次级绕组)组成并用于升压或降压单相交流电压的变压器称为“单相变压器” | 具有三对变压器绕组排列在三段式铁芯中的变压器,其中每段包含一对初级和次级绕组,用于将三相交流电压转换为所需值的变压器称为“三相变压器” |
主级和次级数 | 单相变压器只有一个初级绕组和一个次级绕组 | 三相变压器具有三个初级绕组和三个次级绕组 |
输入和输出端子 | 单相变压器有两个输入端子和两个输出端子,即相(P)和中性线(N) | 在三相变压器的情况下,有三个用于线路线的输入端子,一个用于中性线的端子(取决于初级绕组连接的类型),同样,在输出端,提供三个线路端子和一个中性线端子,同样,中性端子的存在取决于次级绕组连接的类型 |
大小 | 单相变压器的尺寸很小 | 三相变压器的尺寸相对较大 |
替代 | 单相变压器不能用于为三相负载供电 | 三相变压器可用于为1相和3相负载供电 |
功率处理能力 | 由于仅使用一组绕组,单相变压器的功率处理能力较小 | 三相变压器可以处理比一相变压器更多的功率 |
绕组配置 | 只有一个初级绕组和一个次级绕组,因此在单相变压器的情况下不存在特定的绕组配置 | 根据三个初级绕组和三个次级绕组的连接,为三相变压器定义了以下绕组配置: 星形-星形(Y-Y)连接 三角-三角(Δ-Δ)连接 星形-三角(Y-Δ)连接 三角-星形(Δ-Y)连接 |
设计 | 单相变压器设计简单 | 由于存在三个绕组,三相变压器的设计相对复杂 |
效率 | 对于相同的额定值,单相变压器的效率较低 | 与一相变压器相比,三相变压器效率高 |
资本成本 | 单相变压器的初始成本较低 | 三相变压器的初始成本相对高于一相变压器 |
经济 | 从长远来看,单相变压器的经济性较差 | 三相变压器强大而快速的性能使其从长远来看更加经济 |
并联运行 | 单相变压器的并联运行很困难 | 三相变压器的并联运行比1相变压器更容易 |
应用 | 单相变压器用于小负载,例如为泵和照明等单个家庭负载供电,用于电视、移动充电器等各种电子设备,用于电压调节,用于升压的家用逆变器等 | 三相变压器用于为大功率单相和三相负载供电,如感应电动机等。也用于电力系统的输配电 |
结论:
在本文中,我们讨论了单相变压器和三相变压器之间的所有明显差异。两者都用于将交流电压升压或降压到所需值。单相变压器和三相变压器之间的一个主要区别是单相变压器仅由一对绕组组成,而三相变压器由三对变压器绕组组成。
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