旋轉變壓器知多少

旋轉變壓器在電氣零位時輸出繞組的輸出電壓最小(基波電壓的同相分量為零)，此時的電壓稱為旋轉變壓器的零位電壓或剩余電壓。零位電壓是旋轉變壓器的一項重要技術指標，會影響旋變對角度的測量精度。一般情況下，旋轉變壓器的零位電壓越小，測量精度就越高。

旋轉變壓器的零位電壓包含兩部分：1、基波電壓的正交分量，2、諧波分量。

一、基波電壓的正交分量

基波電壓的正交分量一部分是由于旋轉變壓器磁路不對稱和導磁材料各向導磁率不均使勵磁磁場偏移，從而產生正交磁勢，這個正交磁勢，會在輸出繞組中感應出零位電壓，它與基波同相分量正交90°。

基波電壓的正交分量還有一部分是由于旋轉變壓器的勵磁補償繞組產生。

在旋轉變壓器的原邊，有兩個匝數、型式完全相同、空間位置上互相垂直的繞組，其中一個作為勵磁繞組，另一個為勵磁補償繞組，也稱為交軸繞組或正交繞組，利用勵磁補償繞組可以提高正余弦旋轉變壓器的精度。旋轉變壓器在使用時，通常將激磁補償繞組短接(廠家直接內部短接或外部引線短接)，用于補償副邊繞組輸出電壓因為負載而產生的電壓畸變。如下圖所示。

勵磁繞組與勵磁補償繞組兩者正交度的好壞，不但直接影響旋變的測量精度，而且影響輸出，產生零位電壓。理想情況下，勵磁補償繞組的磁場將完全用于補償輸出繞組的電壓畸變。但是實際的兩個繞組不可能完全相同、完全正交，勵磁補償繞組產生的磁場除一部分用補償輸出繞組的電壓畸變外，另一部分將會在輸出繞組中感應出零位電壓，它與基波同相分量正交90°。

二、諧波分量

勵磁電源是正弦波，所以在理想情況下磁通也是正弦波，實際上旋變的勵磁繞組存在阻抗，會破壞磁通的正弦波特性，導致磁通波形畸變，其中含有諧波磁通，也因導磁材料的不均勻性，產生了零位剩余電壓中的諧波分量。

三、電氣零位及零位電壓的測量

零位電壓的測量通常有交流毫伏表、選頻電壓表、相敏電壓表三種形式的測量儀表。不同測量儀表原理的不同，零位電壓測量結果也會有區別。采用交流毫伏表測量的是電壓的總有效值;選頻電壓表測量的是基波有效值;相敏電壓表可測量基波電壓的同相分量。

對于交流毫伏表在旋變電氣零位附近的一定范圍內，交流毫伏表的讀數變化甚微，所以對零位的顯示非常不敏感;對于選頻電壓表，因為去掉了諧波成份，顯示情況大為改觀，但是對對于旋轉變壓器電氣零位的判斷依然存在影響;對于相敏電壓表，不僅去掉了諧波成份，又可去除基波的正交分量，僅顯示基波的同相分量，同相分量隨著轉角的變化，所以零位顯示清晰明朗。旋轉變壓器零位的確定，前二種儀表則需反復幾次，還需操作者主觀判斷零位大概位置，所以測量的準確性也受影響，操作不便。采用相敏電壓表測量零位電壓，一次即可找到零位，十分簡捷，零位準確，重復測量穩定可靠。

四、結語

在旋轉變壓器制造時，應從工藝上盡量保證繞組的正交度，從而減小補償抵消勵磁正交磁勢后產生的零位電壓，亦可減小輸出相位移的變化和提高旋變的精度。

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