電壓調節(jié)是衡量變壓器在不同負載條件下維持恒定次級電壓的能力的標準，因為輸出次級電壓可能不是我們所期望的。

當變壓器的初級繞組通電時，它會產(chǎn)生次級電壓和電流，其量由變壓器匝數(shù)比 (TR) 決定。如果單相變壓器的降壓匝數(shù)比為 2:1，并且將 240V 施加到高壓初級繞組，我們預計次級繞組上的輸出端電壓為 120 VAC，因為我們假設這是理想的。

然而在現(xiàn)實世界中，這并不總是正確的，因為作為一個繞線磁路，所有變壓器都會遭受由 I 2 R 銅損和磁芯損耗組成的損耗，這會使這個理想的次級值降低幾個百分點，比如說 117 VAC，這是正常的。

但是還有另一個與變壓器（和電機）相關的值，當變壓器提供全功率時，它也會對次級電壓值產(chǎn)生影響，這就是所謂的“調節(jié)”。

變壓器電壓調節(jié)

單相變壓器的電壓調節(jié)率是指在變化的二次負載條件下，其二次端電壓相對于原始空載電壓的變化百分比（或單位值）。

換句話說，調節(jié)決定了變壓器內部由于變壓器連接負載的變化而發(fā)生的次級端電壓的變化，從而如果這些損耗很高并且次級電壓過低，就會影響其性能和效率。

當變壓器次級繞組上沒有連接負載時，即其輸出端開路，不存在閉環(huán)條件，因此沒有輸出負載電流（I L = 0），變壓器充當一個高自感的單繞組。請注意，空載次級電壓是固定初級電壓和變壓器匝數(shù)比的結果。

用簡單的負載阻抗加載次級繞組會導致次級電流以任意功率因數(shù)流過變壓器的內部繞組。因此，由于繞組內阻及其漏電抗導致電壓下降，從而導致輸出端電壓發(fā)生變化。

在初級電壓恒定的情況下，變壓器的電壓調節(jié)在其次級端電壓從空載狀態(tài)（當 I L = 0 時，開路）到滿載狀態(tài)（當 I L = I MAX時，電流）之間的變化如下：

變壓器電壓調節(jié)作為分數(shù)變化

變壓器電壓調節(jié)

請注意，當將此電壓調節(jié)表示為空載端電壓的分數(shù)或單位變化時，可以用以下兩種方式之一來定義：電壓調節(jié)向下（Reg down）和電壓調節(jié)向上（Reg up）。

即當次級輸出端接上負載時，端電壓下降，或當移除負載時，次級端電壓上升。因此，變壓器的調節(jié)將取決于以哪個電壓值作為參考電壓，負載或空載值。

我們還可以將變壓器電壓調節(jié)表示為空載條件和滿載條件之間的百分比變化，如下所示：

變壓器電壓調節(jié)率（百分比變化）

百分比變壓器電壓調節(jié)率

例如，假設我們有一個單相變壓器，其開路、空載端電壓為 100 伏，當施加電阻負載時，該端電壓會降至 95 伏。因此，變壓器的電壓調節(jié)為：0.05 或 5%，((100 – 95)/100)*100%)。然后，變壓器的電壓調節(jié)可以表示為單位變化值（本例中為 0.05），也可以表示為原始空載電壓的百分比變化值（5%）。

變壓器電壓調節(jié)示例 No1

500VA、10:1 單相降壓變壓器的初級繞組由恒定的 240Vrms 電源供電。計算變壓器連接到 1.1Ω 阻抗時的百分比調節(jié)率給定數(shù)據(jù)：VA = 500、TR = 10:1、V P = 240V、Z S = 1.1Ω，查找 %Reg。

變壓器空載電壓調節(jié)

因此，VS （空載） = 24伏

變壓器滿載電壓

因此，V S（滿載） = 23.45 伏

變壓器百分比電壓調節(jié)率

然后計算變壓器的下調百分比為：2.29%，或四舍五入后的 2.3%變壓器電壓調節(jié)示例 No2

一臺電壓調整率為4%的單相變壓器，在滿載電流時，其次級端電壓為115.4伏。計算當負載被移除時，其空載端電壓。

變壓器滿載調壓

然后我們可以看到，連接負載的變化會導致變壓器端電壓在其“空載”電壓和“滿載”電壓之間發(fā)生變化，從而使變壓器電壓調節(jié)成為變壓器外部的功能。

因此，無論負載電流值是多少，電壓調節(jié)百分比越低，變壓器次級端子電壓就越穩(wěn)定。如果連接的負載是純電阻性的，則電壓降會更小。因此，理想的變壓器將具有零電壓調節(jié)，即 V S（滿載）等于 V S（空載），因為沒有損耗。

所以我們現(xiàn)在知道，變壓器的電壓調整率是其滿載電壓和空載電壓與其額定次級電流之間的差值，可以表示為比率或百分比 (%) 值。但為什么次級電壓會隨著負載電流的變化而變化或下降。

有載電壓互感器

當變壓器的次級繞組為負載供電時，由于繞組的電阻率，疊片鐵芯內會產(chǎn)生磁性鐵損，并且會產(chǎn)生銅損，這對于初級繞組和次級繞組都是如此。

變壓器電阻和電抗

這些損耗會在變壓器繞組中產(chǎn)生電抗和電阻，從而提供一條阻抗路徑，次級輸出電流（I S）必須通過該路徑流過，如圖所示。

由于次級繞組由電阻和電抗組成，因此變壓器繞組中必然會出現(xiàn)內部電壓降，降幅取決于有效阻抗和所提供的負載電流，如歐姆定律所述：V = I*Z。

然后我們可以看到，隨著次級負載電流的增加，變壓器繞組內的電壓降也必須增加，并且對于恒定的初級電源電壓，次級輸出電壓必須下降。

次級繞組的阻抗 (Z) 是其電阻 (R) 和漏電抗 (X) 的相量和，每個元件上產(chǎn)生的電壓降不同。然后，??我們可以將次級阻抗以及空載和滿載電壓定義為：

變壓器阻抗

因此次級繞組空載電壓定義為：

V S (空載) = E S

其滿載電壓定義為：

V S（滿載） = E S – I S R – I S X

或 V S（滿載） = E S – I S (R+jX)

∴V S（滿載） = E S – I S *Z

顯然，我們可以發(fā)現(xiàn)變壓器繞組由一個電抗和一個電阻串聯(lián)組成，負載電流為兩者的共同電流。由于電阻的電壓和電流是同相的，因此電阻兩端的壓降（表示為 I S R ）必須與次級電流 I S “同相” 。

然而，在具有感抗 X L的純電感器中，電流滯后 90 度，因此電抗兩端的電壓降 I S X 比電流超前一個角度 Φ L ，因為它是一個感性負載。

由于次級繞組的阻抗 Z 是電阻和電抗的相量和，因此它們各自的相位角如下：

變壓器阻抗相位角

由于 V = I*Z，因此次級阻抗上的電壓降為：

V降 = IS (RcosΦ + XcosΦ)

由于 V S (滿載) = V S (空載) – V drop，因此百分比調節(jié)可表示為：

滯后功率因數(shù)表達式

變壓器相角調節(jié)

對于 cos(Φ) 和 sin(Φ) 之間的正調節(jié)表達式，變壓器次級端子電壓將降低（下降），表示功率因數(shù)滯后（電感負載）。對于 cos(Φ) 和 sin(Φ) 之間的負調節(jié)表達式，變壓器次級端子電壓將增加（上升），表示功率因數(shù)超前（電容負載）。因此，變壓器調節(jié)表達式對于超前負載和滯后負載都是相同的，只是符號會發(fā)生變化以表示電壓上升或下降。

的功率因數(shù)表達式

變壓器超前功率因數(shù)

因此，正調節(jié)條件會導致次級繞組內的電壓下降（下降），而負調節(jié)條件會導致繞組內的電壓上升（上升）。雖然超前功率因數(shù)負載不像電感負載（線圈、螺線管或扼流圈）那樣常見，但為低電流供電的輕負載的變壓器可能會出現(xiàn)電容性情況，導致端電壓上升。

變壓器電壓調節(jié)示例 3

一臺10KVA單相變壓器，空載次級電壓為110伏。如果等效次級繞組電阻為0.015Ω，其總電抗為0.04Ω，則確定在0.85功率因數(shù)滯后下為負載供電時其電壓調節(jié)率。

給定數(shù)據(jù)：VA = 10000，VS（空載） = 110V，R = 0.015Ω，X = 0.04Ω，查找 %Reg。

如果 cosΦ = 0.85，則 Φ = cos -1 (0.85) = 31.8 o ∴ sinΦ = 0.527次級電流定義為：

IS = VA/V = 10000/110 = 90.9 安培

百分比電壓調節(jié)如下：

變壓器 電壓調節(jié) 滯后 功率因數(shù)

變壓器電壓調節(jié)摘要

在本教程中，我們了解到變壓器電壓調節(jié)，當變壓器次級繞組帶負載時，其輸出電壓會發(fā)生變化，并且該電壓變化可以表示為比率，或更常見的百分比值。空載連接時沒有次級電流，這意味著次級電壓處于值。

然而，當滿載時，次級電流流動會在繞組內產(chǎn)生鐵損和銅損。鐵損是由于變壓器磁路由初級繞組電壓產(chǎn)生的固定損耗，而次級銅損是可變損耗，與連接到次級繞組的負載電流需求有關。

然后，負載電流的變化將導致?lián)p耗的變化，從而影響調節(jié)。變壓器電壓調節(jié)越小，次級端子電壓隨負載變化的變化就越小，這在穩(wěn)壓電源電路中非常有用。

我們還說過，對于滯后功率因數(shù)（電感負載），次級端電壓會降低。如果變壓器提供的滯后功率因數(shù)非常低，則次級電流會很大，導致繞組中的電壓降較大，導致電壓調節(jié)不良。

功率因數(shù)超前（容性負載），輸出端電壓會升高。因此，正向調節(jié)會導致繞組電壓下降，而負向調節(jié)會導致繞組電壓上升。

雖然不可能存在零電壓調節(jié)條件（僅理想變壓器），但當繞組鐵芯損耗和銅損大致相等時，通常會出現(xiàn)調節(jié)，從而實現(xiàn)效率。