变压器为什么不能短路？变压器短路的原理是什么？

1、结论：

一个耳熟能详的结论是变压器不能被短路，那么变压器短路会发生什么问题，变压器短路的原理是什么？

2、变压器模型：

变压器作为电气隔离磁性元器件，理想情况下，它只是扮演一个能量传输的角色，我们并不希望它存储能量，但是我们也明白，磁芯被绕上线圈就会伴随电感的存在，变压器原边线圈的电感我们称之为“励磁电感”或者“激磁电感”，这个电感产生的磁场或磁通是能量传输的基础，实际当中我们希望励磁电感越大越好，理想情况下，励磁电感无穷大，这样励磁电流会趋向于零，让变压器扮演真正的能量传输器件，而不是储能器件。

实际变压器模型，如下图

如上图表示，实际变压器组成：

（1）励磁电感“Lm”，是变压器能量从原边传输到副边的基础，原边励磁电感产生磁通通过磁芯传输到副边，在副边产生感应电压“us”；下图变压器中励磁电感“im”电流产生磁通“φm”；由负载决定的副边电流“is”产生磁通“φs”以及由这个电流“is”引起的原边电流“ip”（ip也称为反射电流）产生的磁通“φp”是相互抵消的，磁通方向相反，所以理想变压器是不存储能量的，副边和原边是相行相消的关系，传输因果是负载引起的副边电流导致原边能量的回取，传输过程副边是“主动方”，原边是“被动方”，励磁电感是搭建能量传输的“桥梁”，励磁能量存储在励磁磁芯电感中，负载并不能利用它。

所以，能量传输是副边消耗伴随一个索取命令给原边一样，原边扮演“能量源”角色。

（2）变压器线圈（原边线圈“Np”和副边线圈“Ns”），变压器匝比形成原边和副边的变压比，熟悉的表达式如下

电压比关系：

电流比关系：

所以实际变压器，包含了励磁电感和我们的理想变压器，理想变压器即只负责电气隔离和能量传输（匝数比是调节输出电压）。

上面我们看了实际变压器模型，从原理来看，原边电流“i”是励磁电流“im”和副边反射电流或者原边“ip”之和，所以励磁电感和理想变压器是并联关系（节点电流的基尔霍夫定理）。

3、漏感和励磁电感的关系：

实际励磁电感产生的磁通，总会有少许会散漏在励磁电感外，也并不能通过磁芯传输到副边线圈，我们称为漏磁通，形成的电感也就是我们常常提到的漏感，下图中我们用“Lx”表示，漏感电压和励磁电感电压之和是原边电压（up=um+ux，um是励磁电感初去漏感两端电压，ux是漏感电压），所以漏感是串联在原边线圈中。

4、变压器开路情况：

变压器开路，这里说的是变压器副边空载开路的情况，那么由于副边对原边的反射电流为零，原边线圈只剩下励磁电流“im”，相应磁通只有励磁磁通“φm”，电压比和匝数比成立。

5、变压器短路情况：

如果变压器短路，这里说的是变压器副边短路，理想情况下线圈的阻抗为零，短路意味着输出电压“us=0”，所以原边线圈电压跟着为零，由于励磁电感和理想变压器是并联关系，励磁电感电压也为零，失去伏秒的励磁电感，磁芯不能再被磁化，励磁电感随之消失，励磁磁通随之消失，原边线圈变为导线，原边电压全部加在漏感Lx上面，电流会急剧增大，出现短路电流。

副边一旦短路，原边被“反射短路”或“箝位短路”，因为短路使得变压器励磁电感失去存在的意义，电压关系比消失，励磁电感电流“im”为零，原边反射电流ip也为零，理论上剩下的就是短路电流“i”趋向于无穷大，所以变压器不能被短路。

副边短路，也是我们经常测试漏感的一种方法，因为副边短路变压器电感只剩下漏感。
责任编辑人：CC