漏磁通
漏磁通,一般指变压器中的漏磁通。在变压器中,凡不按铁芯所规定的磁路流动的一切其他磁通,称为漏磁通。
简单来讲,变压器就是通过公共磁场耦合的两个或多个线组,这个公共磁场将能量(电压或电流信号)从一个绕组(初级)传送到另一个绕组(次组)。当有交流电通过一个绕组时,就会产生磁场,磁场通常用磁力线来表示。磁力线经过的是磁阻(电抗)最小的路径,当有交流信号在初级线圈中形成闭合回路时,初级绕组的磁通就会在次级绕组中感生出电流,然而,并非初级绕组产生的所有磁通都会通过次级绕组,并未同时通过初、次级绕组的磁通称为漏磁通。
漏磁通不宜在铁磁材质中通过。漏磁通也是矢量,也用峰值表示,它是变压器的一个重要参数,它会引起变换器的高损耗、高电压尖峰等诸多问题,同时还是隔离型谐振变换器设计考虑的主要参数之一。
基本信息
- 中文名
漏磁通
- 外文名
Leakage Flux
- 一般
变压器中的漏磁通
- 性质
矢量
- 产生
在绕组中由负载电流产生的磁通
- 表示
用峰值表示
简介
主磁通与漏磁通都是封闭回线,都是矢量,但不在同一相位上。主磁通在闭合磁路的铁芯中成封闭回路,但在饱和后会溢出铁芯成回路,漏磁通在开磁路结构件包括通过部分芯柱或磁屏蔽成回路,主漏通与漏磁通在芯柱内为矢量相加或相减,主磁通在铁芯内产生空载损耗,漏磁通在绕组内与结构件内产生附加负载损耗。主磁通与漏磁通在数量上有下列关系:
式中: uk%—— 变压器阻抗电压百分数
——主磁通
——漏磁通
分布
(1) 同心式排列时
双同心式排列时漏磁通一般比同心式排列要小,多同心式排列则更小些,现以双绕组单同心式排列为例,说明漏磁通是怎样分布的。双绕组中电流方向是相反的,如果低压绕组电流方向向外(用O表示),高压绕组电流方向向里(用O表示),根据右手定则,它们的漏磁通(图中用虚线表示)在两绕组间必然向上,如图所示。
为方便起见,漏磁通可以分为两个分量:轴向(纵向)漏磁通和辐向(横向)漏磁通。轴向漏磁通是垂直向上的;辐向漏磁通是由于绕组上端漏磁通向外发散,而下端向绕组内侧收拢所产生的水平分量。由右手定则可知:轴向漏磁通产生辐向电磁力,辐向漏磁通产生轴向电磁力,如图37所示。
轴向漏磁通使外侧高压绕组产生向外的辐向张力,即高压绕组的直径要增大,圆周方向受拉伸应力,绕组导线必须承受住这个力;反之,轴向漏磁通使内侧低压绕组产生向内的辐向压力,即低压绕组的圆周方向被压缩,设计与制造时要防止该绕组失稳而变形。
辐向漏磁通使高、低压绕组均产生向内的轴向压力。该力作为绕组的压缩力,两端导线承受的作用力为最大,对垫块的压缩力是导线上作用力的合力,因此在绕组中部最大。由这些力在导线和垫块中产生的应力,必须限制在允许范围内。用油浸层压纸板制作的垫块的允许压缩应力在39.2MPa以下。另外,由于绕组的高度不同、安匝的不平衡和分接线段切除等所产生的轴向压力和张力类似于交错式排列时的轴向力。
(2)交错式排列时
绕组为交错式排列时的漏磁通与上述同心式排列不一样,它所产生的漏磁通主要是辐向漏磁通,如图38(a)所示,而所产生的则主要是轴向力,如图38(b)所示。
由于高、低压绕组辐向尺寸很接近,安匝分布基本上是匀称的,因此,不但可以忽略轴向漏磁通,而且在正常运行时辐向漏磁通也不大,其所产生的轴向力也不大。图中所示的为两个磁势平衡组的情况。这里所谓的“磁势平衡组”是指磁势大小相等而方向相反的一对或一部分绕组。
硅钢片中的漏磁通
在硅钢片内部,由于平行于叠片平面的工作磁通的交变,在硅钢片横截面内会引起涡流。但大型电力变压器中常采用的硅钢片的厚度只有0.27~0.35mm,片间有绝缘,该部分涡流被限制在很窄的区域内,引起的涡流损耗是很小的。