專利名稱：可改善輸出波形的變壓器及其改善輸出波形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變壓器及其改善輸出波形的方法，特別是涉及ー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(shù)：
變壓器是電カ傳輸和弱電信號(hào)轉(zhuǎn)換的重要設(shè)備，它是利用電磁感應(yīng)原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是繞組和鐵心，圖I為現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖I所示，變壓器包括原邊繞組(匝數(shù)為NI )、副邊繞組(匝數(shù)為N2)，其中原邊繞組與副邊繞組繞在ー個(gè)共同的鉄心上，鐵心中的主磁通由原邊繞組產(chǎn)生。但是由于變壓器的鉄心存在磁滯現(xiàn)象，磁滯現(xiàn)象使得變壓器的損耗増大、散熱困難、輸出波形發(fā)生畸變、諧波含量増大、污染了電網(wǎng)并影響到其它設(shè)備的高效率運(yùn)行；同時(shí)變壓器的鉄心也存在磁飽和現(xiàn)象，磁飽和現(xiàn)象也使輸出波形發(fā)生畸變、諧波含量増大。因此，為了減少變壓器損耗、提高運(yùn)行效率，鉄心一般采用低矯頑力、低剩余磁通和高導(dǎo)磁率的軟磁材料。然而，低矯頑力、低剩余磁通和高導(dǎo)磁率的鉄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(xiàn)象和材料的磁飽和現(xiàn)象，而在近期內(nèi)也難于找到其他材料取代鉄心材料根除磁滯和磁飽和現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供ー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，消除因鉄心磁滯現(xiàn)象引起的波形畸變，減少諧波及減少對(duì)電網(wǎng)的污染。為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供ー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鉄心上，該第三繞組與該電容串聯(lián)后與該原邊繞組并聯(lián)接到交流電源上。進(jìn)ー步地，該第三繞組的繞向與該原邊繞組的繞向相同。進(jìn)ー步地，選擇該第三繞組的匝數(shù)與該電容的電容值以使該第三繞組在該鐵心中產(chǎn)生的磁通幅值等于該原邊繞組在該鐵心中產(chǎn)生的剩磁磁通，同時(shí)該第三繞組的電流相位超前該原邊繞組電流相位90°。為達(dá)到上述及其他目的，本發(fā)明還提供ー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(chǔ)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鉄心上；該第三繞組與一電容串聯(lián)后與該原邊繞組并聯(lián)接到交流電源上；以及選擇該第三繞組的匝數(shù)及該電容的電容值，使該第三繞組在該鐵心中產(chǎn)生的磁通幅值等于該原邊繞組在該鐵心中產(chǎn)生的剩磁磁通，同時(shí)該第三繞組的電流相位超前該原邊繞組電流相位90°。進(jìn)ー步地，該第三繞組的繞向與該原邊繞組的繞向相同。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明ー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(guò)在原邊、副邊兩個(gè)繞組的基礎(chǔ)上增加第三繞組，并通過(guò)合理設(shè)計(jì)大大削弱甚至消除鐵心中的磁滯現(xiàn)象，減少了諧波含量，使輸出信號(hào)波形得到了改善。


圖I為現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明ー種可改善輸出波形的變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明ー種改善變壓器輸出波形的方法的步驟流程圖。
具體實(shí)施例方式以下通過(guò)特定的具體實(shí)例并結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書(shū)所掲示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過(guò)其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書(shū)中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。圖2為本發(fā)明ー種可改善輸出波形的變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本發(fā)明ー種可改善輸出波形的變壓器，包括原邊繞組(匝數(shù)為N1).副邊繞組(匝數(shù)為N2)、第三繞組(匝數(shù)為化)以及電容C，其中原邊繞組、副邊繞組與第三繞組繞在ー個(gè)共同的鉄心上，第三繞組與電容C串聯(lián)后與原邊繞組并聯(lián)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(xiàn)象，還需合理選擇電容C的電容值和第三繞組的匝數(shù)N3，使第三繞組在鐵心中產(chǎn)生的磁通幅值等于原邊繞組在鐵心中產(chǎn)生的剩磁磁通幅值，同時(shí)第三繞組的電流相位超前原邊繞組電流相位90°。通過(guò)分析，原邊繞組電流和鐵心中磁通的變化如下所述①當(dāng)原邊繞組的電流由負(fù)變正經(jīng)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生的剩余磁通為-Φバ負(fù)號(hào)表示與規(guī)定的正方向相反)，此時(shí)第三繞組由于電流相位超前90°達(dá)到正的最大值，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為Φパ因此鐵心中總的磁通為零,而原邊繞組中的電流也為零；②當(dāng)原邊繞組的電流由正變負(fù)經(jīng)過(guò)零點(diǎn)時(shí)，在鐵心中產(chǎn)生的剩余磁通為Φ,，此時(shí)第三繞組由于電流相位超前90°達(dá)到負(fù)的最大值，在鐵心中產(chǎn)生的磁通為-Φ,。因此鐵心中總的磁通為零,而原邊繞組中的電流也為零。通過(guò)進(jìn)一歩分析，可以得出結(jié)論原邊繞組中的電流相對(duì)于鐵心中總的磁通的磁滯現(xiàn)象大大減弱甚至消除。變壓器的輸出繞組因鐵心的磁滯現(xiàn)象大大削弱，通過(guò)電磁感應(yīng)產(chǎn)生的感應(yīng)電勢(shì)和輸出電流的波形就得到改善，諧波大大減少，輸出信號(hào)的波形更接近正弦波。圖3為本發(fā)明ー種改善變壓器輸出波形的方法的步驟流程圖，如圖3所示，本發(fā)明ー種改善變壓器輸出波形的方法，包括如下步驟步驟301，在變壓器原邊繞組、副邊繞組的基礎(chǔ)上增加第三繞組作為輔助繞組，并使第三繞組的繞向與原邊繞組的繞向相同，原邊繞組、副邊繞組與第三繞組繞在ー個(gè)共同的鐵心上；步驟302，第三繞組與電容C串聯(lián)后與原邊繞組并聯(lián)接到交流電源上；步驟303，合理選擇第三繞組的匝數(shù)及與第三繞組串聯(lián)在一起的電容C的電容值，使第三繞組在鐵心中產(chǎn)生的磁通幅值等于原邊繞組在鐵心中產(chǎn)生的剩磁磁通幅值，同時(shí)第三繞組的電流相位超前原邊繞組電流相位90°。綜上所述，本發(fā)明公開(kāi)ー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(guò)在原邊、副邊兩個(gè)繞組的基礎(chǔ)上增加第三繞組，通過(guò)合理設(shè)計(jì)大大削弱甚至消除鉄心中的磁滯現(xiàn)象，減少了諧波含量，輸出信號(hào)波形得到了改善，具有以下優(yōu)勢(shì)①改善了變壓器的輸出信號(hào)波形，削弱了諧波，輸出信號(hào)更接近正弦波；②減少了對(duì)電網(wǎng)的諧波污染，提高了電網(wǎng)輸電的質(zhì)量；③其它用電設(shè)備也因?yàn)樽儔浩鞑ㄐ蔚母纳?，降低損耗，提高運(yùn)行效 率。上述實(shí)施例僅例示性說(shuō)明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何本領(lǐng)域技術(shù)人員均可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對(duì)上述實(shí)施例進(jìn)行修飾與改變。因此，本發(fā)明的權(quán)利保護(hù)范圍，應(yīng)如權(quán)利要求書(shū)所列。
權(quán)利要求
1.ー種可改善輸出波形的變壓器，包括原邊繞組、副邊繞組，其特征在于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鉄心上，該第三繞組與該電容串聯(lián)后與該原邊繞組并聯(lián)接到交流電源上。
2.如權(quán)利要求I所述的可改善輸出波形的變壓器，其特征在于該第三繞組的繞向與該原邊繞組的繞向相同。
3.如權(quán)利要求2所述的可改善輸出波形的變壓器，其特征在于選擇該第三繞組的匝數(shù)與該電容的電容值以使該第三繞組在該鐵心中產(chǎn)生的磁通幅值等于該原邊繞組在該鐵心中產(chǎn)生的剩磁磁通幅值，同時(shí)該第三繞組的電流相位超前該原邊繞組電流相位90°。
4.ー種改善變壓器輸出波形的方法，包括如下步驟 變壓器原邊繞組、副邊繞組的基礎(chǔ)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鉄心上； 該第三繞組與一電容串聯(lián)后與該原邊繞組并聯(lián)接到交流電源上；以及合理選擇該第三繞組的匝數(shù)及該電容的電容值，使該第三繞組在該鐵心中產(chǎn)生的磁通幅值等于該原邊繞組在該鐵心中產(chǎn)生的剩磁磁通幅值，同時(shí)該第三繞組的電流相位超前該原邊繞組電流相位900。
5.如權(quán)利要求4所述的改善變壓器輸出波形的方法，其特征在于該第三繞組的繞向與該原邊繞組的繞向相同。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種可改善輸出波形的變壓器及其改善輸出波形的方法，該變壓器包括原邊繞組、副邊繞組、第三繞組及一電容，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(lián)后與該原邊繞組并聯(lián)接到交流電源上，本發(fā)明通過(guò)在原邊、副邊兩個(gè)繞組的基礎(chǔ)上增加第三繞組，并通過(guò)合理設(shè)計(jì)大大削弱甚至消除鐵心中的磁滯現(xiàn)象，減少了諧波含量，使輸出信號(hào)波形得到了改善。
文檔編號(hào)H01F27/40GK102637513SQ20121013822
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2012年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月7日
發(fā)明者王愛(ài)元 申請(qǐng)人:上海電機(jī)學(xué)院