牽引變壓器（qì）的工作原理是什（shí）麽

牽引變壓器（qì）工作原理基於電磁感應定（dìng）律，但針對牽（qiān）引應用有（yǒu）特殊設計。有（yǒu）需（xū）要的可聯係（xì）本公司生產，這種變壓器是電力（lì）機車、動車（chē）組等電力牽（qiān）引係統的核心供電設備（bèi）。

工作原理詳細解析

1.核心原理：電磁感應

與所有變壓器一樣，牽引變壓器的核心原理是法拉第電磁感應（yīng）定律。

它包含兩個或多（duō）個繞組(線圈)，共同繞製在一個（gè）閉合的鐵（tiě）芯上。

一次繞組(原邊繞組)連接到接（jiē）觸網的高壓（yā）單相交流電(例如25kV,50Hz)。

當一次繞組通入交流電（diàn）時（shí），會在鐵芯中產生交變（biàn）磁通(Φ)。

這個交變磁通穿過二次繞（rào）組(次邊繞組)，根據電磁感應定律，會在二次繞組中感（gǎn）應出交流電動勢(電壓)。

2.電壓變換

二次繞（rào）組（zǔ）感應出的電（diàn）壓高低取決於一次繞組和二次繞組的（de）匝數比(N₁/N₂)。

電壓變換公（gōng）式：U₁/U₂≈N₁/N₂

U₁:一次繞組（zǔ）電壓(輸入高（gāo）壓，如25kV)

U₂:二次繞組電（diàn）壓(輸出（chū）低壓，如1500V)

N₁:一次繞組匝數

N₂:二次（cì）繞組匝數

由於N₁>N₂(一次繞組匝數遠多於二次繞組匝數)，因（yīn）此實現了降壓（yā）功能。例如，將（jiāng）25kV降到適合牽引（yǐn）變流器輸入（rù）的（de）較低電壓(如900V,1500V,1800V等)。

3.功率傳遞與（yǔ）隔離

能量通過鐵芯中的（de）交變磁場，從（cóng）一次（cì）側無直接電氣連接地（dì）傳遞到二次側。這提（tí）供了關鍵的電氣隔離，保護低壓側設備和人員安全。

理想情（qíng）況下，忽略損耗（hào），輸入功率P₁(U₁I₁)近似等於輸出功率（lǜ）P₂(U₂I₂)。因此，電壓降（jiàng）低的同時，電流會相應增（zēng）大(I₂≈I₁(N₁/N₂))，以滿足牽引電動機（jī）的大電流需求。

4.牽引變壓器的特殊要（yào）求與設計

單相輸入：接觸網通常是單相（xiàng）交流電，所以（yǐ）一次繞組是單（dān）相的。

多繞組輸出(關（guān）鍵（jiàn）特（tè）點)：這是牽引變壓器區別於普通（tōng）配電變壓器的核心。

主變壓器繞組：提供降壓後的單相交流（liú）電給主變流（liú）器。主變流器(通常是四象限整流器+逆變器)將其轉換為直流環節電壓，再（zài）逆變為頻率和電壓可調的三相交流電驅動異步或永磁（cí）同步牽引電動機。

輔助繞組(勵磁繞組/AT繞組)：提供相對較低的電壓(如380V-220V)給機車的輔助供電係統(照明、空調、控製電源、通風冷卻、空氣壓縮（suō）機、蓄電池充電等)。

濾波繞組(有時集（jí）成)：部分設計包含專（zhuān）門繞組（zǔ）連接LC濾波回路，用（yòng）於吸收和抑製牽引變流器工作時產生的特定次諧（xié）波電流(如（rú）3次、5次、7次)，減少對接觸網電能質量的影響(減少注入接觸網的諧波（bō）含量)。

大容量與高過載能力：需要承受機車（chē）啟動、加速（sù）、爬坡（pō）時的巨大瞬時功率(可茄子视频APP网站（dá）數兆瓦至十幾兆瓦)以及頻繁的負荷衝（chōng）擊。

高可（kě）靠性：是列車動力的源泉，必須極其可靠，設計壽命長，故障率極（jí）低。

緊湊輕量化：安（ān）裝在移動的（de）車輛上，空間（jiān）和重量限製嚴格（gé）。采用（yòng）高性能矽鋼片(降（jiàng）低鐵損)、強製冷卻(通常為強迫油循環風冷或強（qiáng）迫導向油循環風冷)、優化絕緣結構來實現。

良好的冷（lěng）卻係統：由於損耗大(銅損、鐵損)且（qiě）空間密（mì）閉（bì），需要高（gāo）效的冷卻係統(油泵、散熱器、風機)來散熱。

強抗振性：必須承（chéng）受（shòu）列車運行中的持續振動和衝擊。

調（diào）壓功能(部分機車)：一些老（lǎo）式或特定類型的交流傳動機車，牽引（yǐn）變壓器本身可能帶有（yǒu）有載（zǎi）調壓分接頭開關，在主變流器前端進行粗調壓。但在現代主流的采（cǎi）用四象限脈（mò）衝整流（liú）器的交流傳動係統中，調壓主要由變流器（qì）完成，變（biàn）壓器通常設計為固定變比，結構更簡單（dān）可靠。

特殊接線方式(如斯科特接線)：在采用AT供電方式的電氣化鐵路上(如中國高鐵)，接觸網是2×25kV(兩根饋線相位差90°，電壓55kV)。牽引變（biàn）壓器(通常是車載或地（dì）麵)采用（yòng）斯科特接線(一種特殊的兩（liǎng）相變三相或兩相變兩相的接線方式)，將（jiāng）這種特殊的兩相（xiàng）供電轉換（huàn）為（wéi）適合牽引（yǐn）變流器輸（shū）入的單相電壓或（huò）直接驅動老式整流器。

5.工作流程簡化描述

1.受電弓升起，接（jiē）觸網高壓單相交流電(如25kV,50Hz)輸入牽引變壓（yā）器一次繞組。

2.鐵芯中產生交變磁通。

3.交變（biàn）磁通在二次側各繞組(主繞組、輔助繞組、濾波繞組)中感應出（chū）相（xiàng）應電壓。

4.主繞組降壓後的單（dān）相交流電(如1500V)送入主變流器。

5.主（zhǔ）變（biàn）流器（qì）(四象限整流器+逆變器)將單相交流電整流為直流電，再逆變為幅值、頻率可（kě）調的三相交流電。

6.可調的三相交流電驅動牽引電動機，產生牽引力。

7.輔助繞組輸出（chū）的低（dī）壓交流電經輔助變（biàn）流器處理（lǐ）後，為各（gè）種輔助設備提供所需電源。

8.濾波繞組(若有)連接濾（lǜ）波（bō）回路，吸收特定諧波。