電抗器與變壓器異同

電抗器（電感）與變壓器最大的不同之處，是變壓器并不存儲能量，僅傳輸能量，而電抗器尤其是濾波電抗器必須存儲能量。?

變壓器并不存儲能量，空載時一次電流非常小，理想變壓器二次空載時一次電流為零。一次之所以有電流，完全是二次電流反射到一次的結果。因此，變壓器鐵心的作用僅僅是使一次二次達到完全的耦合，也就是一次電流產生的磁場完全穿過二次繞組，二次電流產生的磁場也完全穿過一次繞組。對變壓器來說，加在鐵心上的限制只有一條：鐵心中的磁通密度不得太大以致鐵心達到深度飽和。因此，變壓器鐵心一般不留氣隙，純交流工作的變壓器更是如此。?

濾波電抗器則不然，它必須存儲能量，無論是諧振回路中的電抗器，還是整流電路中的電抗器都必須存儲能量。為使電抗器能夠存儲足夠的能量，絕大多數電抗器（電感）中都留有氣隙。當然，鐵心中磁通密度仍不能太大以致鐵心達到深度飽和這一限制條件在電抗器中仍存在，甚至比在變壓器中更甚，因鐵心中磁通密度即使淺飽和也將使電感量減小而使諧振頻率發生變化。故諧振工作的電抗器中鐵心磁通密度往往選擇得比直流濾波電感中的磁通密度更小。?

這一點可以從開關電源中使用的變壓器看出來。正激方式工作的開關電源，無論是單端正激、推挽、半橋、全橋，其變壓器一般不留氣隙。而反激工作的開關電源，在開關管導通期間直流電源輸出的能量存儲在變壓器中，開關管關斷期間變壓器向負載輸出能量，故反激工作的開關電源變壓器必留有氣隙。留氣隙之目的是在體積重量限制條件下存儲最大的能量。?

磁場強度、磁通密度和存儲能量的關系如下

這是矢量表達式。因實際鐵心中磁通密度總是與磁場強度同一方向，故可寫成標量式?

普通工頻變壓器空載時一次電流非常小，意味著其電感量很大。而電抗器通常要求具有一定的電感量，不能大也不能小，這就要求磁性材料磁導率不能很大。另一方面，從單位體積磁場能量是B與H之積的一半來看，為使單位體積磁場能量盡量大而又要B不超過飽和磁通密度，降低磁導率是有利的。為保持一定磁通密度，磁導率降低一半，磁場強度需要增加到二倍，而單位體積磁場能量也增加到二倍，因磁場能量與磁場強度平方成正比。?

因此，電抗器無可避免地一定要留有氣隙，甚至做成空心。沒有氣隙的電抗器幾乎是不可能的。?

電子電路中，小功率電抗器（電感、扼流圈）設計，通常已知工作頻率、需要承受的電壓或電流、電感量。工作頻率、電壓、電流、電感量各參數中只能給出三個，第四個應該根據給出的三個求出。?

小功率電抗器（電感、扼流圈）設計由于不能對鐵心進行加工，往往只能使用現成的鐵心，而且磁路中往往只能留一個氣隙（機械的氣隙，環繞磁路實際上是兩個氣隙）。?

根據給出的參數要求，可以初步估計出需要用多大鐵心以及需要多大氣隙。然后根據初步選定的鐵心進行計算。鐵心中磁通密度不能達到飽和的約束條件仍起作用，線性要求高的電感其磁通密度應該越小些。計算過程中往往需要調整氣隙大小、匝數等。最后的計算結果若繞組不能放到鐵心窗口中，則必須改用大一號的鐵心重新進行設計。若繞組放到窗口中有相當大的余量，則應該考慮使用小一號的鐵心重新設計。?

由于匝數、鐵心型號都是不連續的變量，所以電抗器設計往往是反復調整重新設計的過程。更由于有若干參數可以自由選擇，可能出現幾個不同的結果，最后需要在各不同設計結果中比較成本、加工難易程度、通用性等等，選擇一個最終結果。?

在功率比較小的電抗器中仍使用留氣隙的鐵心，是為了使體積和成本最小。使用帶氣隙的鐵心，可以使磁場約束在鐵心內而不致于擴散得很大。無論留幾個氣隙，氣隙都是放在鐵心的心柱位置而不能放到心柱之外就說明了這一點。空心電抗器也要在電抗器繞組外面加導磁外殼，目的仍是為了減小體積避免磁場擴散影響到其它電抗器或結構件。

電抗器在變壓器中起了什么作用呢？

電力系統中所采取的電抗器常見的有串聯電抗器和并聯電抗器。串聯電抗器主要用來限制短路電流，也有在濾波器中與電容器串聯或并聯用來限制電網中的高次諧波。 220kV、110kV、35kV、10kV電網中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調整并聯電抗器的數量來調整運行電壓。超高壓并聯電抗器有改善電力系統無功功率有關運行狀況的多種功能，主要包括：

1、輕空載或輕負荷線路上的電容效應，以降低工頻暫態過電壓；

2、改善長輸電線路上的電壓分布；

3、使輕負荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡，防止無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失；

4、在大機組與系統并列時降低高壓母線上工頻穩態電壓，便于發電機同期并列；

5、防止發電機帶長線路可能出現的自勵磁諧振現象；

6、當采用電抗器中性點經小電抗接地裝置時，還可用小電抗器補償線路相間及相地電容，以加速潛供電流自動熄滅，便于采用。

電抗器的接線分串聯和并聯兩種方式。串聯電抗器通常起限流作用，并聯電抗器經常用于無功補償。

1、半芯干式并聯電抗器：在超高壓遠距離輸電系統中，連接于變壓器的三次線圈上。用于補償線路的電容性充電電流，限制系統電壓升高和操作過電壓，保證線路可靠運行。

2、半芯干式串聯電抗器：安裝在電容器回路中，在電容器回路投入時起。