【电路笔记】-变压器电压调节

变压器电压调节

1、概述

电压调节是衡量变压器在变化负载条件下能多好地维持恒定次级电压的标准，因为输出次级电压可能并非我们所期望的。

当变压器的初级绕组通电时，它产生的次级电压和电流由变压器的匝数比（TR）决定。如果一个单相变压器具有2:1的降压匝数比，且240V被施加到高压初级绕组上，我们会期望在次级绕组的输出端看到120 VAC的电压，因为我们假设它是理想的。

然而，在现实世界中，这并不总是正确的，因为作为一个缠绕的磁路，所有变压器都会遭受损失，包括I2R铜损和磁芯损耗，这将使这个理想的次级值减少几个百分点，比如说到117 VAC，这是正常的。

但是，还有一个与变压器（和电机）相关的值，当变压器提供全功率时，也会影响这个次级电压值，这就是所谓的“调节”。

2、变压器电压调节

单相变压器的电压调节是指在变化的次级负载条件下，其次级端电压与其原始空载电压相比的百分比（或单位值）变化。

换句话说，调节决定了由于变压器连接负载的变化而在变压器内部发生的次级端电压的变化，从而影响其性能和效率，如果这些损耗很高且次级电压变得过低。

当没有负载连接到变压器的次级绕组时，即其输出端子处于开路状态，不存在闭环条件，因此没有输出负载电流（$I_L=0$），变压器表现为一个高自感的单一绕组。注意，空载次级电压是固定的初级电压和变压器匝数比的结果。

用简单的负载阻抗加载次级绕组会导致次级电流以任何功率因数流过变压器的内部绕组。因此，由于绕组内部电阻和其漏电抗造成的电压降导致输出端电压发生变化。

变压器在初级电压恒定的情况下，其次级端电压从空载条件（$I_L=0$，开路）到满载条件（$I_L=I_{MAX}$，最大电流）之间的电压调节变化给定为：

注意，当电压调节以分数或无负载端电压的单位变化表示时，可以用两种方式定义，即电压下调（Regdown）和电压上调（Regup）。

也就是说，当负载连接到次级输出端子时，端子电压下降，或者当负载移除时，次级端子电压上升。因此，变压器的调节将取决于用作参考电压的电压值，是负载还是非负载值。

我们还可以将变压器电压调节表示为无负载条件与满负载条件之间的百分比变化，如下所示：

因此，假设我们有一个单相变压器，其开路无负载端电压为100伏特，而在施加电阻负载时，同一端电压下降到95伏特。因此，变压器的电压调节将是：0.05或5%，((100 - 95)/100)*100%。然后，变压器的电压调节可以表示为单位变化值，在这个例子中为0.05，或者表示为原始无负载电压的百分比变化值（5%）。

3、变压器电压调节示例1

一个500VA、10:1单相降压变压器的初级绕组由一个恒定的240Vrms电源供电。计算当连接到1.1Ω阻抗时变压器的百分比调节。

给定数据：$V_A=500，T_R$