
【电】 saburable transformer
饱和变压器(Saturable Core Transformer),又称饱和电抗器(Saturable Reactor),是一种利用铁芯磁饱和特性来实现非线性阻抗调节的特殊变压器。其核心原理是通过直流控制电流改变铁芯的磁导率,从而调节交流绕组的感抗。以下是详细解释:
结构组成
包含两个绕组:
当直流电流增大时,铁芯趋于磁饱和,导致交流绕组的感抗显著降低。
磁饱和效应
铁芯磁通密度(B)与磁场强度(H)的关系呈非线性(磁滞回线)。饱和点后,B值增长趋缓,磁导率μ下降,使得电感量减小,公式表示为:
$$ L = frac{N mu A}{l} $$
其中,N为匝数,A为截面积,l为磁路长度。
阻抗调节
通过调整直流控制电流,可连续改变交流侧的等效感抗,实现:
典型应用领域
中文术语 | 英文术语 |
---|---|
饱和变压器 | Saturable Core Transformer |
饱和电抗器 | Saturable Reactor |
磁饱和 | Magnetic Saturation |
直流控制绕组 | DC Control Winding |
交流工作绕组 | AC Main Winding |
IEEE Std 100-2000《电工术语词典》明确其属于"通过磁饱和调节电感的装置"(来源:IEEE Xplore, DOI: 10.1109/IEEESTD.2000.322230)。
《电力电子学:电路、器件与应用》(Muhammad H. Rashid著)第12章详述其磁控特性(来源:Elsevier ISBN 978-0-12-811407-0)。
美国能源部报告《先进电力电子技术》(DOE/EE-1418)列举其在柔性交流输电系统中的作用(来源:US Department of Energy)。
饱和变压器是一种利用铁芯磁饱和特性实现特定功能的特殊变压器。以下从定义、原理、应用等方面进行详细解释:
1. 定义与核心特性 饱和变压器通过设计使铁芯工作在磁饱和状态,当磁通密度达到临界值后,即使增加电流,磁场强度也不会显著变化。这种特性使其区别于普通变压器,常被用于需要电压稳定或非线性响应的场景。
2. 工作原理 •磁饱和现象:铁芯材料的导磁率会随磁通密度增加而下降,当磁通密度达到饱和点(约1.6-2.2特斯拉)时,磁场强度与磁通密度呈现非线性关系。 •稳压机制:在饱和状态下,初级线圈电流变化对次级电压影响减弱,从而实现输出电压稳定。
3. 典型应用 • 早期彩色电视机行扫描电路稳压(已被现代技术替代) • 交流稳压电源中的磁饱和电抗器 • 电力电子设备的浪涌抑制装置 • 特殊工业设备中的过流保护装置
4. 设计特点 采用高磁导率材料(如硅钢片或坡莫合金)制造铁芯,线圈多使用铜导体。工作时常通过直流偏置电流控制饱和点。
注意事项:实际应用中需精确计算磁芯参数,避免非预期饱和导致的效率下降或设备损坏。现代电力系统中,此类变压器已逐渐被半导体稳压器件取代,但在特定工业场景仍有应用价值。
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