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Leakage inductance

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漏电感,或漏感,(英文:Leakage inductance)是,变压器中一次绕线与二次绕线的耦合系数[1]数值较小时,构成变压器的绕线的一部分不会有变压作用,而是与Choke Coil有等效成分所产生的。若一次绕线与二次绕线完全耦合(耦合系数k=1)为理想的变压器时,漏电感的数值为零。但一般变压器的耦合系数多为1以下,因为未完全耦合,所以绕线的一部分才会有电感的功能。在等效电路上,漏电感指的是与变压器的一次绕线或二次绕线与Choke Coil Le 以串联方式连接。 漏电感的定义有电气学会及工业会测量法的两种定义[2]。
漏电感的产生Top



变压器的磁通Top

变压器中与一次绕线及二次绕线两者皆互连[3]的磁通称为主磁通(Φ12或Φ21)。变压器的磁通除此之外,还有仅与一次绕线互连而未与二次绕线互连的一次侧漏磁通(Φσ1),仅与二次绕线互连而未与一次绕线互连的二次侧漏磁通(Φσ2)。理想的变压器中只会有主磁通,但实际上因为变压器中有磁气外漏所以一定会有漏磁通的存在。且,因为漏磁通仅是与一次绕线,二次绕线任一方互连,也就是意味着这是各绕线的电感附加在其中。因此,一次侧漏磁通为一次侧漏电感,二次侧漏磁通为二次侧漏电感。

耦合系数k ,一次绕线的自我电感为L1 ,二次绕线的自我电感为L2 ,则各漏电感为






[编辑] 三端子等效电路

三端子等效电路变压器的等效电路中漏电感在一次侧或二次侧中透过理想的变压器变换为阻抗,亦被记载为相户电感,这就是三端子等效电路。以三端子等效电路表示的变压器的等效电路中,一次侧漏电感Le1与二次侧漏电感Le2为相同数值,这是电气学会定义的漏电感。



[编辑] 实际测量漏电感

实际测量漏电感(工业标准)工业会中实际测量所制定的漏电感Lsc为将变压器的一次绕线或二次绕线短路[4],测量另一方所得,此Lsc即为工业会实际测量(工业标准)所得的漏电感,与电气学会定义的漏电感数值不同。
实际测量Lopen 及Lsc 可得藕合系数k 。

将二次侧短路测量一次侧所得的电感称为一次侧漏电感Lsc1 ,将一次侧短路测量二次侧所得的电感称为二次侧漏电感Lsc2 。利用这些数值与各自的绕线的自我电感,算出的耦合系数k ,在一次侧及二次侧所测量到的数值必须完全相同[5][6]。

[编辑] L等效电路 (简易等效电路)

逆L等效电路 (简易等效电路)
较为实用的表示方式是将漏电感整合在一次侧或二次侧。等效电路中不管将漏电感配置在一次侧或二次侧,根据其绕线数比(变成比)会与阻抗变换值相同。


此时,若漏电感Lsc 与变压器的一次绕线或二次绕线与Choke Coil Le 以串联方式连接则会有等效的功能。在设计电路上,工业会中实际测量所得的漏电感[7]较具实用性。
各自的绕线的自我电感L1 ,L2 与工业会中实际测量且定义的漏电感的关系如下。




[编辑] 补充
工业会中实际测量且定义的漏电感Lsc 与电气学会定义的漏电感Le 的关系如下。


[编辑] 利用漏电感
一般变压器的漏电感因为会导致变压器输出电压降低,所以较不为乐见,但可积极利用电流通过时电压下降的特性,使变压器有较大的漏电感,主要可应用在具有负性阻抗特性的萤光灯,霓虹灯,以及其他的放电灯的电流安定器,弧形溶接的安定器,微波炉的微波真空管的安定器等。漏磁变压器的用途非常多。
另,二次绕线中与谐振电容并联,使二次侧的漏电感,电容成分产生谐振的谐振变压器可应用在萤光灯电子安定器(Inverter),霓虹灯电子安定器,冷阴极管Inverter或特斯拉线圈中。

[编辑] 脚注
^ 取得耦合系数k从0~1的数值。
^ 显示出的漏电感皆不同。
^ 互连为如链匙般交错。磁链(英文:interlinkage,日文:锁交)。
^ 漏电感为依据JIS C6435的测量法所测得。
^ 若各藕合系数数值未能一致,可视为是测量仪器导致的误差。
^ 耦合系数较为实用且正确应从电感值较大侧所测量。即,降压变压器须从一次侧,升压变压器须从二次侧测量。
^ 短路电感 (英文:short-circuited inductance) 的用语虽在JIS C5602中制定,但实际上鲜少被利用。



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电力学    电路    电机工程    电子元件    

参考资料
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贡献者
葱爆羊肉    


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