专利名称：可改善输出波形的变压器及其改善输出波形的方法
技术领域：
本发明涉及一种变压器及其改善输出波形的方法，特别是涉及ー种可改善输出波形的变压器及其改善输出 波形的方法。
背景技术：
变压器是电カ传输和弱电信号转换的重要设备，它是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，主要构件是绕组和铁心，图I为现有技术中常见的变压器的结构示意图，如图I所示，变压器包括原边绕组(匝数为NI )、副边绕组(匝数为N2)，其中原边绕组与副边绕组绕在ー个共同的鉄心上，铁心中的主磁通由原边绕组产生。但是由于变压器的鉄心存在磁滞现象，磁滞现象使得变压器的损耗増大、散热困难、输出波形发生畸变、谐波含量増大、污染了电网并影响到其它设备的高效率运行；同时变压器的鉄心也存在磁饱和现象，磁饱和现象也使输出波形发生畸变、谐波含量増大。因此，为了減少变压器损耗、提高运行效率，鉄心一般采用低矫顽力、低剩余磁通和高导磁率的软磁材料。然而，低矫顽力、低剩余磁通和高导磁率的鉄心虽然在一定程度上提高了变压器的效率并改善输出波形，但不能根除磁滞现象和材料的磁饱和现象，而在近期内也难于找到其他材料取代鉄心材料根除磁滞和磁饱和现象。
发明内容
为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供ー种可改善输出波形的变压器及其改善输出波形的方法，其可以改善变压器的输出波形，消除因鉄心磁滞现象引起的波形畸变，減少谐波及減少对电网的污染。为达上述及其它目的，本发明提供ー种可改善输出波形的变压器，包括原边绕组、副边绕组，除此之外，该变压器还包括第三绕组及电容，该原边绕组、副边绕组及第三绕组绕在一共同的鉄心上，该第三绕组与该电容串联后与该原边绕组并联接到交流电源上。进ー步地，该第三绕组的绕向与该原边绕组的绕向相同。进ー步地，选择该第三绕组的匝数与该电容的电容值以使该第三绕组在该铁心中产生的磁通幅值等于该原边绕组在该铁心中产生的剩磁磁通，同时该第三绕组的电流相位超前该原边绕组电流相位90°。为达到上述及其他目的，本发明还提供ー种改善变压器输出波形的方法，该方法包括如下步骤在变压器原边绕组、副边绕组的基础上增加第三绕组作为辅助绕组，该原边绕组、副边绕组及第三绕组绕在一共同的鉄心上；该第三绕组与一电容串联后与该原边绕组并联接到交流电源上；以及选择该第三绕组的匝数及该电容的电容值，使该第三绕组在该铁心中产生的磁通幅值等于该原边绕组在该铁心中产生的剩磁磁通，同时该第三绕组的电流相位超前该原边绕组电流相位90°。进ー步地，该第三绕组的绕向与该原边绕组的绕向相同。与现有技术相比，本发明ー种可改善输出波形的变压器及其改善输出波形的方法通过在原边、副边两个绕组的基础上增加第三绕组，并通过合理设计大大削弱甚至消除铁心中的磁滞现象，減少了谐波含量，使输出信号波形得到了改善。
图I为现有技术中常见的变压器的结构示意图；
图2为本发明ー种可改善输出波形的变压器的结构示意图；图3为本发明ー种改善变压器输出波形的方法的步骤流程图。
具体实施例方式以下通过特定的具体实例并结合
本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所掲示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。图2为本发明ー种可改善输出波形的变压器的结构示意图。如图2所示，本发明ー种可改善输出波形的变压器，包括原边绕组(匝数为N1).副边绕组(匝数为N2)、第三绕组(匝数为化)以及电容C，其中原边绕组、副边绕组与第三绕组绕在ー个共同的鉄心上，第三绕组与电容C串联后与原边绕组并联接到交流电源上，并且第三绕组的绕向与原边绕组相同。为改善输出波形，消除磁滞和磁饱和现象，还需合理选择电容C的电容值和第三绕组的匝数N3，使第三绕组在铁心中产生的磁通幅值等于原边绕组在铁心中产生的剩磁磁通幅值，同时第三绕组的电流相位超前原边绕组电流相位90°。通过分析，原边绕组电流和铁心中磁通的变化如下所述①当原边绕组的电流由负变正经过零点时，在铁心中产生的剩余磁通为-Φバ负号表示与规定的正方向相反)，此时第三绕组由于电流相位超前90°达到正的最大值，在铁心中产生的磁通为Φパ因此铁心中总的磁通为零,而原边绕组中的电流也为零；②当原边绕组的电流由正变负经过零点时，在铁心中产生的剩余磁通为Φ,，此时第三绕组由于电流相位超前90°达到负的最大值，在铁心中产生的磁通为-Φ,。因此铁心中总的磁通为零,而原边绕组中的电流也为零。通过进一歩分析，可以得出结论原边绕组中的电流相对于铁心中总的磁通的磁滞现象大大减弱甚至消除。变压器的输出绕组因铁心的磁滞现象大大削弱，通过电磁感应产生的感应电势和输出电流的波形就得到改善，谐波大大减少，输出信号的波形更接近正弦波。图3为本发明ー种改善变压器输出波形的方法的步骤流程图，如图3所示，本发明ー种改善变压器输出波形的方法，包括如下步骤步骤301，在变压器原边绕组、副边绕组的基础上增加第三绕组作为辅助绕组，并使第三绕组的绕向与原边绕组的绕向相同，原边绕组、副边绕组与第三绕组绕在ー个共同的铁心上；步骤302，第三绕组与电容C串联后与原边绕组并联接到交流电源上；步骤303，合理选择第三绕组的匝数及与第三绕组串联在一起的电容C的电容值，使第三绕组在铁心中产生的磁通幅值等于原边绕组在铁心中产生的剩磁磁通幅值，同时第三绕组的电流相位超前原边绕组电流相位90°。综上所述，本发明公开ー种可改善输出波形的变压器及其改善输出波形的方法，通过在原边、副边两个绕组的基础上增加第三绕组，通过合理设计大大削弱甚至消除鉄心中的磁滞现象，減少了谐波含量，输出信号波形得到了改善，具有以下优势①改善了变压器的输出信号波形，削弱了谐波，输出信号更接近正弦波；②减少了对电网的谐波污染，提高了电网输电的质量；③其它用电设备也因为变压器波形的改善，降低损耗，提高运行效 率。上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
权利要求
1.ー种可改善输出波形的变压器，包括原边绕组、副边绕组，其特征在于该变压器还包括第三绕组及电容，该原边绕组、副边绕组及第三绕组绕在一共同的鉄心上，该第三绕组与该电容串联后与该原边绕组并联接到交流电源上。
2.如权利要求I所述的可改善输出波形的变压器，其特征在于该第三绕组的绕向与该原边绕组的绕向相同。
3.如权利要求2所述的可改善输出波形的变压器，其特征在于选择该第三绕组的匝数与该电容的电容值以使该第三绕组在该铁心中产生的磁通幅值等于该原边绕组在该铁心中产生的剩磁磁通幅值，同时该第三绕组的电流相位超前该原边绕组电流相位90°。
4.ー种改善变压器输出波形的方法，包括如下步骤 变压器原边绕组、副边绕组的基础上增加第三绕组作为辅助绕组，该原边绕组、副边绕组及第三绕组绕在一共同的鉄心上； 该第三绕组与一电容串联后与该原边绕组并联接到交流电源上；以及合理选择该第三绕组的匝数及该电容的电容值，使该第三绕组在该铁心中产生的磁通幅值等于该原边绕组在该铁心中产生的剩磁磁通幅值，同时该第三绕组的电流相位超前该原边绕组电流相位900。
5.如权利要求4所述的改善变压器输出波形的方法，其特征在于该第三绕组的绕向与该原边绕组的绕向相同。
全文摘要
本发明公开了一种可改善输出波形的变压器及其改善输出波形的方法，该变压器包括原边绕组、副边绕组、第三绕组及一电容，该原边绕组、副边绕组及第三绕组绕在一共同的铁心上，该第三绕组与该电容串联后与该原边绕组并联接到交流电源上，本发明通过在原边、副边两个绕组的基础上增加第三绕组，并通过合理设计大大削弱甚至消除铁心中的磁滞现象，减少了谐波含量，使输出信号波形得到了改善。
文档编号H01F27/40GK102637513SQ20121013822
公开日2012年8月15日 申请日期2012年5月7日 优先权日2012年5月7日
发明者王爱元 申请人:上海电机学院