降压变压器的绕组连接和应用

时间:2025-03-18
  升压变压器绕组连接

  在图 1 中,额定电压为 120 V – 24 V 的变压器配置为升压变压器。向 H 绕组供电,负载与 H 和 X 绕组串联。电源电压施加到较小的匝数上,次级电压施加到较高的匝数上。变压器绕组匝数和电压的规则仍然成立;电压与绕组的匝数成正比——只是现在,初级和次级电压绕组没有被隔离。

  图 1.升压变压器连接显示次级绕组电压如何增加到初级绕组电压。图片由 Ahmed Sheikh 提供升压变压器的电源电压施加到较小的匝数,次级电压施加到较大的匝数。连接相反极性的 X 和 H 引线后,X 绕组中的感应电压会增加 H 绕组的电压,从而将其提升。因为匝数与变压器的电压成正比,所以每个绕组中的匝数与绕组的电压相同。次级电压必须为:
  \[\frac{120\,匝数(Pri)}{120\,匝数+24\,匝数(秒)}=\frac{120V}{V_{s}}144V\]
  变压器将提升电源电压,次级电压现在为 120 V + 24 V = 144 V。
  技术提示
  升压变压器连接为两个串联绕组的某些匝数供电,并将负载连接到绕组的所有匝数。输出电压等于输入电压加上 X 绕组的电压。
  Buck Transformer 绕组连接
  如果两个绕组以相同的方式连接,但电源电压现在串联到 H 和 X 绕组,并且负载仅跨 H 绕组连接,会发生什么情况,如图 2 所示?降压变压器的电源电压施加到较大的匝数,次级电压施加到较小的匝数。初级绕组(H 和 X 绕组串联)的匝数大于次级绕组(H 绕组)的匝数。因此,次级绕组中感应的电压会更小。次级电压必须为:
  \[\frac{120\,匝数+24\,匝数(Pri)}{120\,匝数(秒)}=\frac{120V}{V_{s}}100V\]

  变压器将降压电源电压;次级电压为 120 V – 20 V = 100 V。

  图 2.降压变压器连接显示了次级绕组电压如何从初级绕组电压中减去。图片由 Ahmed Sheikh 提供让我们看一个例子。由于电压降,120 V 电机的电压仅为 110 V。将电压提高到至少 120 V 的升压变压器的额定电压是多少?
  由于所需的电压比电机的实际电压高 10 V,因此升压变压器 X 绕组必须向初级绕组增加至少 10 V。接近的标准升压变压器额定值为 120 – 12。如果我们连接变压器,这个变压器的输出电压是多少,如图 3 所示?
  根据变压器的额定电压,匝数比必须为 120 匝到 12 匝;当 H 和 X 绕组串联时,总匝数为 120 + 12 = 132 匝。因为这是一个升压变压器,所以次级是较大的匝数;110 V 的初级电压将导致以下次级电压:

  \[\frac{120\,匝数(Pri)}{132\,匝数(秒)}=\frac{110V}{V_{s}}121V\]

  图 3.120 – 12 变压器作为升压变压器连接,显示输入和输出电压。图片由 Ahmed Sheikh 提供技术提示
  降压变压器连接为两个串联绕组的所有匝数供电,并将负载连接到绕组的某些匝数。输出电压等于输入电压减去 X 绕组的电压。
  如果示例中的 110 V 串联施加到 H 和 X 绕组,次级绕组是 H 绕组,如图 4 所示,我们将得到一个降压变压器。匝数比将导致次级电压为:

  \[\frac{132\,匝数(Pri)}{120\,匝数(秒)}=\frac{110V}{V_{s}}100V\]

  图 4.120 – 12 变压器作为降压变压器连接,显示输入和输出电压。图片由 Ahmed Sheikh 提供双初级和次级绕组

  大多数降压-升压变压器具有双初级和次级绕组;因此,一台变压器可用于多种应用。当针对不同的升压或降压电压值进行连接时,各个 X 绕组串联连接以获得高电压,并联连接以获得较低电压。例如,如果 X 绕组并联,则 120 X 240 – 16 X 32 变压器可以将电压从 240 V 升至 256 V,如果 X 绕组串联,则可以将电压从 240 V 升至 272 V。图 5 显示了连接。降压连接将产生比电源电压成比例的次级电压。

  图 5.增强与并联和串联绕组的连接。图片由 Ahmed Sheikh 提供Buck-Boost 变压器要点
  了解降压-升压变压器及其绕组连接对于电气领域的工程师来说至关重要。这些变压器对于调整电压以满足特定要求、确保电源和设备之间的兼容性至关重要。


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