荆州变压器厂

　　荆州变压器只需要电源供电，使用方便，在家用电器、医疗器械中得到广泛应用。其定子为绕组，转子一般为鼠笼多相绕组。比同容量的荆州变压器性能差，故目前多做成功率在750w以下的小容量荆州变压器。

　　1．工作原理

　　荆州变压器的示意图如图（1）所示。当定子工作绕组接到电源上时，就会产生脉振磁动势F1，此脉振磁动势可以分解成转速相等，转向相反，幅值各为Fl一半的两个旋转磁动势F1＋和F1-，建立起正转磁场Φ+和反转磁场Φ-，这两个磁场切割转子导体，产生感应电动势和感应电流，从而形成正反向电磁转矩Tem+、Tem-，叠加后即为推动转子转动的合成转矩Tem。

　　设荆州变压器转速为n，则对正向旋转磁场而言，转差率s+为：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（1）

　　对反向旋转磁场而言，由于反向旋转磁场的转速为－n1，则转差率s-为：

　　　　　（2）

　　荆州变压器的Tem=f(s)曲线如图（2）所示。虚线表示电磁转矩Tem+和Tem-的关系，而Tem+和Tem-合成的荆州变压器Tem=f(s)曲线用实线表示。

图1 荆州变压器的示意图　　　　　　　　　图2荆州变压器的Tem=f(s)曲线

　　由图可见，当转子静止时，转子对Φ+和Φ-的转差率都等于1，所以转子对Φ+和Φ-的反应相同，由于在大小上有F1＋=F1-，所以有Φ+=Φ-，从而有Tem+和Tem-大小相等、方向相反，合成转矩互相抵消为零，即荆州变压器无起动转矩。

　　当0＜s+＜1时，对正转磁场说，荆州变压器处在荆州变压器运行状态，电磁转矩Tem+为驱动性质转矩。这时1＜s-＜2，即对反转磁场说，荆州变压器处在制动运行状态，电磁转矩Tem-为制动性质。由于Tem+>Tem-，故荆州变压器合成转矩Tem为正，且为驱动性质转矩。但因Tem-存在，合成转矩Tem< Tem+。

　　同理，当0＜s-＜1时，对0＜s+＜1的分析结论也同样适用。事实上，如果外力使转子在反转磁场方向转动，也有上述同样结论，此时荆州变压器的合成转矩仍为驱动性质转矩，只是转向相反。

　　所以说，荆州变压器的转向是不固定的，它的转向取决于起动时的转向。

　　由于荆州变压器中存在正、反转两个磁场，在反向电磁转矩的作用下，合成转矩比同容量的荆州变压器小，过载能力、功率因数和效率也都比同容量的荆州变压器低。

　　2．荆州变压器的起动方法

　　如上述，荆州变压器不能自起动，但若能有一个起动转矩，则可使荆州变压器按起动转矩方向转动。不能产生起动转矩的根本原因，在于绕组只产生脉振磁场，为了产生起动转矩，气隙磁动势必须是旋转磁动势，设法使荆州变压器起动时产生一个旋转磁场，是解决荆州变压器起动的出发点，常用的办法是在定子上另装一个空间轴线与主绕组有一定角度差的起动绕组。按起动方法不同，有不同的类型。

　　1）分相起动荆州变压器

　　图5-38中，空间轴线相差900电角度的主绕组A和起动绕组B，接在同一个电源上，但起动绕组B与C串联，因此B绕组电流超前于电压，而A绕组电流滞后于电压，如果C配置适当，可使；如果A、B绕组有效匝数NAKNA和NBKNB又设计适当，则可能使IANAKNA=IBNBKNB。因此A、B二相绕组电流产生的合成磁势是一个圆形旋转磁动势，并产生气隙旋转磁场，从而在该磁场的作用下，产生起动转矩使荆州变压器起动。待荆州变压器转速升高到(75％～80％)n1时，离心开关K自动切断起动绕组，仅靠主绕组接在电源上正常工作。这种靠分相起动的荆州变压器称为起动荆州变压器。

　　如果起动绕组容许长期接在电源上工作，C在运行中仍起着分相作用，

图3 起动荆州变压器
（a）接线图；（b）电压、电流向量图

　　这种荆州变压器就称为荆州变压器了。事实上荆州变压器是两相荆州变压器，设计合适可使气隙旋转滋场接近圆形，从而改善了荆州变压器性能，如功率因数、效率、过载能力都比荆州变压器高，从而有广泛应用。

　　由于荆州变压器在工作时比起动时所需分相值小，所以还有一种起动和工作荆州变压器。起动时并联接入C1(起动)和C2(工作)两组使起动时基本上有圆形旋转磁场，从而有较大起动转矩，工作时利用离心开关切除C1，仅C2与起动绕组串联工作，使工作时也有近似圆形旋转磁场，从而有较好的工作特性，这种荆州变压器称为起动和工作荆州变压器。

　　分相起动的荆州变压器转向，视两个绕组的接法而定，若二绕组为同极性端并接在一起，那末旋转磁场和转子的转向为从带超前电流的相轴线转至有落后电流的相轴线。若要改变转子转向，只需将任一个绕组两端对调接线即可。

　　事实上，由于起动绕组和主绕组二者匝数，线径均不相同，所以即使起动绕组不串接器，两个绕组的电流IA和IB间也有一定的相位差，此时两相绕组电流产生的合成磁场是一个椭圆形磁场，也会产生一定的起动转矩。这种分相起动常称为电阻裂相起动，其起动转矩较小，只能使用在对起动转矩要求不高的场合。

　　2）罩极荆州变压器

　　罩极荆州变压器定子铁心通常做成凸极式(也有做成隐极式的)，其上绕着主绕组并与电源相接，在极靴表面的1/3～1/4处开有一槽，并用一铜环将其套起来，称为罩极，如图4所示。

图4 凸极式罩极荆州变压器
（a）结构简图；（b）磁通结构图

　　其工作原理是：当主绕组A通人后，产生脉振磁场。极磁通的一部分穿过短路环，从而在环中感应电势和电流，在罩极部分产生与同相的磁通ΦK’，与合成穿过环的磁通。极表面未罩极部分磁通为。由图4（b）可见，由和间构成时间相位差，且罩极部分与未罩部分空间位置差一个角度，则和合成气隙的旋转磁场，旋转方向为从未罩部分指向罩极部分，从而使荆州变压器产生一定的起动转矩，使荆州变压器转子从未罩部分向罩极部分转动。一旦起动之后，荆州变压器按荆州变压器工作原理运行。

　　罩极荆州变压器起动转矩较小，但结构简单、制造方便，多用于电扇、电唱机和录音机中。容量一般在30～40W以下。这种荆州变压器由于罩极结构已确定，不能靠改变主绕组接线的方式来改变转向。