變壓器繞組極性的測定

張立

(信息高級中學 遼寧 大連 116021)

變壓器的種類雖然很多，但是它們的基本構造和工作原理是相同的，一般都是由閉合鐵芯和高壓、低壓線圈等幾個主要部分組成.

在使用變壓器時，有時必須注意線圈的正確連接，否則會出現嚴重后果.例如，一臺變壓器的原線圈有相同的兩個繞組，如圖1(a)中的1-2和3-4.當接到220 V的電源上時，兩繞組串聯，如圖1(b)；接到110 V的電源上時，兩繞組并聯，如圖1(c).如果連接錯誤，譬如串聯時將2和4兩端聯在一起，將1和3兩端接電源，這樣，兩個繞組的磁動勢就互相抵消，鐵芯中不產生磁通，繞組中也就沒有感應電動勢，繞組中將流過很大的電流，會把變壓器燒毀甚至釀成火災.

圖1

為了正確聯接，我們在線圈上標以記號“·”.標有“·”號的兩端稱為同極性端，圖1中的1和3是同極性端，當然2和4也是同極性端.當電流從兩個線圈的同極性端流入或流出時，產生的磁通方向相同；或者當磁通變化(增大或減小)時，在同極性端感應電動勢的極性也相同.在圖1中，繞組中的電流正在增大，感應電動勢ε的極性或方向如圖1所示.

圖2

如果將其中一個線圈反繞，如圖2所示，則1和4兩端應為同極性端，串聯時應將2和4兩端聯在一起.可見，哪兩端是同極性端，還和線圈繞向有關.只要線圈繞向知道，同極性端就不難定出.

但是，已經制成的變壓器或電機、電器，由于經過浸漆或其他工藝處理，從外觀已無法辨認兩線圈的具體繞向，同極性端也就無法定出，這就給我們正確連接線圈造成嚴重的阻礙.下面介紹兩種判定線圈同極性端的簡便易行的方法.

(1)交流法

用交流法測定繞組極性的電路如圖3(a)所示，將兩個繞組1-2和3-4的任意兩端(如2和4)連接在一起，在其中一個繞組(如1-2)兩端加一個比較低的便于測量的電壓.用電壓表分別測量1與3兩端的之間電壓U13和兩繞組的電壓U12及U34.如果U13的數值是兩繞組電壓之差，則1和3(2和4)是同極性端.如果U13的數值是兩繞組電壓之和，則1和4(2和3)是同極性端.

圖3 測定變壓器繞組的極性

(2)直流法

用直流法測定繞組極性的電路如圖3(b)所示.當開關S閉合瞬間，如果毫安計的指針正向偏轉，則1和3是同極性端；反向偏轉時，則1和4是同極性端.

有了上述兩種方法，我們就能很方便地判定出變壓器線圈的同極性端，從而正確連接和使用變壓器了.