電子變壓器原理以及他的優(yōu)缺點(diǎn)介紹

什么是電子變壓器?他要是什么作用?本文主要講了有關(guān)電子變壓器的有關(guān)內(nèi)容包括：電子變壓器的概念、電子變壓器特點(diǎn)、電子變壓器分類(lèi)、伺服電子變壓器的工作原理、伺服電子變壓器電氣特性、伺服電子變壓器環(huán)境條件等內(nèi)容。

一、電子變壓器

電子變壓器(PowerElectronicTransformer，PET)又稱(chēng)電子電力變壓器(ElectronicPowerTransformer，EPT)，固態(tài)變壓器(SolidStateTransformer，SST)和柔性變壓器(FlexibleTransformer，F(xiàn)T)，是一種通過(guò)電力電子技術(shù)實(shí)現(xiàn)能量傳遞和電力變換的新型變壓器。對(duì)現(xiàn)有的電力電子變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和總結(jié)，可以對(duì)電力電子變壓器作出如下定義：所謂電力電子變壓器，是一種將電力電子變換技術(shù)與基于電磁感應(yīng)原理的高頻電能變換技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，實(shí)現(xiàn)將一種電力特征的電能變換為另一種電力特征的電能的靜止電力設(shè)備。這里所說(shuō)的電能的電力特征主要是指電壓(或電流)的幅值、頻率、相位、相數(shù)、相序和波形等方面。

二、電子變壓器特點(diǎn)

①體積小，重量輕;

②用空氣可冷卻，不需絕緣油進(jìn)行隔離，減少污染，且維護(hù)方便，安全性好;

③能夠使變壓器的副方輸出恒定幅值的電壓;

④能夠改善電能質(zhì)量，可以得到正弦波形的輸入電流、輸出電壓且能夠?qū)崿F(xiàn)單位功率因數(shù)，且變壓器兩側(cè)的電壓、電流均可控，因而能任意調(diào)節(jié)功率因數(shù);

⑤具有斷路器的功能，大功率電力電子器件可瞬時(shí)(在微妙級(jí)時(shí)間內(nèi))關(guān)斷故障大電流，省去了繼電保護(hù)裝置。

另外，電力電子變壓器還具有一些特殊的用途如：與蓄電池連接之后，可以提高供電的可靠性;能夠?qū)崿F(xiàn)三相變兩相或三相變四相等特殊變換功能;能夠同時(shí)輸出交流電和直流電等。在文獻(xiàn)中，作者對(duì)常規(guī)電力變壓器和自平衡電力電子變壓器進(jìn)行了仿真對(duì)比和分析，文獻(xiàn)主要針對(duì)五種工況進(jìn)行了仿真研究，從仿真的結(jié)果來(lái)看，PET無(wú)論是在滿(mǎn)載額定運(yùn)行、低壓側(cè)一相斷線(xiàn)、三相短路，以及高壓側(cè)電壓三相不平衡和有諧波污染等工況下都有較好的輸入輸出特性，能夠避免一側(cè)系統(tǒng)的不平衡對(duì)另一側(cè)系統(tǒng)的影響，因而較常規(guī)電力變壓器具有更加優(yōu)良的性能。

三、電子變壓器分類(lèi)

A、按工作頻率分類(lèi)：

工頻變壓器：工作頻率為50Hz或60Hz

中頻變壓器：工作頻率為400Hz或1KHz

音頻變壓器：工作頻率為20Hz或20KHz

超音頻變壓器：20KHz以上，不超過(guò)100KHz

高頻變壓器：工作頻率通常為上KHz至上百KHz以上。

B、按用途分類(lèi)：

電源變壓器：用于提供電子設(shè)備所需電源的變壓器

音頻變壓器：用于音頻放大電路和音響設(shè)備的變壓器

脈沖變壓器：工作在脈沖電路中的的變壓器，其波形一般為單極性矩形脈沖波

特種變壓器：具有一種特殊功能的變壓器，如參量變壓器，穩(wěn)壓變壓器，超隔離變壓器，傳輸線(xiàn)變壓器，漏磁變壓器

開(kāi)關(guān)電源變壓器：用于開(kāi)關(guān)電源電路中的變壓器

通訊變壓器：用于通訊網(wǎng)絡(luò)中起隔直、濾波的變壓器

四、伺服電子變壓器的工作原理

該變壓器和傳統(tǒng)變壓器對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器在功能上的等效性：這種產(chǎn)品是被設(shè)計(jì)和制造用于從交流(AC)到直流(DC)轉(zhuǎn)換的專(zhuān)用系統(tǒng)。該單元在R，S，T之間輸入三相AC380V電壓時(shí)，在伺服驅(qū)動(dòng)器額定功率輸出時(shí)會(huì)在驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部直流母線(xiàn)上得到未穩(wěn)壓的大約268V到306V直流瞬時(shí)電壓，該直流電壓有效值約289V，而用傳統(tǒng)的繞組變壓器輸出的三相AC200V到伺服驅(qū)動(dòng)器后，在直流母線(xiàn)上得到的直流瞬時(shí)電壓是266V到280V，該直流電壓有效值是274V，這兩種變壓器在驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部直流母線(xiàn)上產(chǎn)生的直流電壓有效值是近似相等的。而伺服驅(qū)動(dòng)器真正需要的是一個(gè)較穩(wěn)定的直流母線(xiàn)電壓。

●輸出功率的能力：影響驅(qū)動(dòng)器功率輸出的第一是直流母線(xiàn)電壓有效值，第二是變壓器提供瞬時(shí)最大電流的能力。對(duì)于瞬時(shí)過(guò)流能力而言，傳統(tǒng)的繞組變壓器由于是通過(guò)磁場(chǎng)傳遞能量，而且又由于銅的昂貴和繞組變壓器漏感的存在，繞組變壓器的過(guò)流能力受到很大限制;而這種電子式變壓器的能量傳遞是直通的，只要設(shè)計(jì)合理，就可以保證足夠的過(guò)流能力來(lái)提高伺服電機(jī)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。所以這種變壓器被安全地用于在中國(guó)的三相380V線(xiàn)電壓和各種進(jìn)口的伺服驅(qū)動(dòng)器的三相200V線(xiàn)電壓輸入之間做電壓降壓變換。

●關(guān)于輸出電壓、電流和可靠性：但該產(chǎn)品的任意倆個(gè)輸出端子之間的電壓并非標(biāo)準(zhǔn)的AC200V，故該產(chǎn)品不適用于給三相異步電機(jī)供電的場(chǎng)合，而只適用于最終需要直流電壓的場(chǎng)合，例如伺服驅(qū)動(dòng)器真正需要的是一個(gè)較穩(wěn)定的直流母線(xiàn)電壓。但該產(chǎn)品降壓并非開(kāi)關(guān)電源的脈寬調(diào)制原理，故這種產(chǎn)品的可靠性遠(yuǎn)比開(kāi)關(guān)電源高。

該產(chǎn)品是伺服驅(qū)動(dòng)器專(zhuān)用變壓器，輸出AC200V是一個(gè)等效值，用AC電壓表是測(cè)不準(zhǔn)的。它輸出的最大電流值由它的進(jìn)線(xiàn)的線(xiàn)路阻抗和晶片的溫度限定，只要變壓器的進(jìn)線(xiàn)(尤其是零線(xiàn))夠大而晶片的結(jié)溫低于150度，變壓器都設(shè)計(jì)為3-5倍的過(guò)載能力。如果它的電源進(jìn)線(xiàn)(包括零線(xiàn))太細(xì)，環(huán)境溫度又很高，輸出電流就會(huì)降低。

五、伺服電子變壓器電氣特性

●安全地：內(nèi)部輸入和輸出電路與外殼隔離，通過(guò)G端子引出公共地，故G端子必須手工用導(dǎo)線(xiàn)接到外殼，如不接，雷電竄入變壓器輸入端所產(chǎn)生的高壓共模電壓將無(wú)法被過(guò)壓保護(hù)電路泄流到地，而直接導(dǎo)入到驅(qū)動(dòng)器輸入端。

●絕緣耐壓：所有輸入和輸出端子并聯(lián)同時(shí)對(duì)外殼的絕緣電阻，DC2500測(cè)試一分鐘，絕緣電阻》1500兆歐。

●輸入到輸出隔離：無(wú)，不隔離。

●殘余電壓：在交流電壓都斷開(kāi)后，輸入和輸出端之間的電壓為零。

六、伺服電子變壓器環(huán)境條件

●操作溫度：-55-+55度操作濕度：0-95%RH(不凝結(jié))

●保存溫度：-55度-+85度保存濕度：0-95%RH(不凝結(jié))

●散熱：通風(fēng)良好，或電箱外配置散熱風(fēng)扇。

七、伺服電子變壓器優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

1.具有體積小、重量輕、效率高

2.發(fā)熱量小、無(wú)噪音、抗干擾、電磁兼容性好

3.瞬時(shí)過(guò)載能力強(qiáng)，可達(dá)額定電流的3-5倍;

4.性能優(yōu)越，效率≥99.8%;

5.安全可靠，質(zhì)保五年，設(shè)計(jì)壽命長(zhǎng)達(dá)二十年以上;

6.可并聯(lián)運(yùn)行。

缺點(diǎn)：

1.伺服電子變壓器不穩(wěn)定

2.耐受沖擊性差。以上就是電子變壓器的解析，希望能給大家?guī)椭?