旋转变压器的零位电压 - 传感器及仪器仪表论坛（非专题） - 中国工控网论坛

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发表人：银河电气

发表时间：2016/3/4 16:43:00

本栏论题：

旋转变压器的零位电压 [681]

    　　旋转变压器（http://www.vfe.cc/ProductShow.aspx?id=57）在电气零位时输出绕组的输出电压最小(基波电压的同相分量为零)，此时的电压称为旋转变压器的零位电压或剩余电压。零位电压是旋转变压器的一项重要技术指标，会影响旋变对角度的测量精度。一般情况下，旋转变压器的零位电压越小，测量精度就越高。
    　　旋转变压器的零位电压包含两部分：1、基波电压的正交分量，2、谐波分量。

    一、基波电压的正交分量
    　　基波电压的正交分量一部分是由于旋转变压器磁路不对称和导磁材料各向导磁率不均使励磁磁场偏移，从而产生正交磁势，这个正交磁势，会在输出绕组中感应出零位电压，它与基波同相分量正交90°。
    　　基波电压的正交分量还有一部分是由于旋转变压器的励磁补偿绕组产生。
    　　在旋转变压器的原边，有两个匝数、型式完全相同、空间位置上互相垂直的绕组，其中一个作为励磁绕组，另一个为励磁补偿绕组，也称为交轴绕组或正交绕组，利用励磁补偿绕组可以提高正余弦旋转变压器的精度。旋转变压器在使用时，通常将激磁补偿绕组短接(厂家直接内部短接或外部引线短接)，用于补偿副边绕组输出电压因为负载而产生的电压畸变。如下图所示。

    　　励磁绕组与励磁补偿绕组两者正交度的好坏，不但直接影响旋变的测量精度，而且影响输出，产生零位电压。理想情况下，励磁补偿绕组的磁场将完全用于补偿输出绕组的电压畸变。但是实际的两个绕组不可能完全相同、完全正交，励磁补偿绕组产生的磁场除一部分用补偿输出绕组的电压畸变外，另一部分将会在输出绕组中感应出零位电压，它与基波同相分量正交90°。

    二、谐波分量
    　　励磁电源是正弦波，所以在理想情况下磁通也是正弦波，实际上旋变的励磁绕组存在阻抗，会破坏磁通的正弦波特性，导致磁通波形畸变，其中含有谐波磁通，也因导磁材料的不均匀性，产生了零位剩余电压中的谐波分量。

    三、电气零位及零位电压的测量
    　　零位电压的测量通常有交流毫伏表、选频电压表、相敏电压表三种形式的测量仪表。不同测量仪表原理的不同，零位电压测量结果也会有区别。采用交流毫伏表测量的是电压的总有效值;选频电压表测量的是基波有效值；相敏电压表可测量基波电压的同相分量。
    　　对于交流毫伏表在旋变电气零位附近的一定范围内，交流毫伏表的读数变化甚微，所以对零位的显示非常不敏感;对于选频电压表，因为去掉了谐波成份，显示情况大为改观，但是对对于旋转变压器电气零位的判断依然存在影响;对于相敏电压表，不仅去掉了谐波成份，又可去除基波的正交分量，仅显示基波的同相分量，同相分量随着转角的变化，所以零位显示清晰明朗。旋转变压器零位的确定，前二种仪表则需反复几次，还需操作者主观判断零位大概位置，所以测量的准确性也受影响，操作不便。采用相敏电压表测量零位电压，一次即可找到零位，十分简捷，零位准确，重复测量稳定可靠。

    四、结语
    　在旋转变压器制造时，应从工艺上尽量保证绕组的正交度，从而减小补偿抵消励磁正交磁势后产生的零位电压，亦可减小输出相位移的变化和提高旋变的精度。

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