自耦变压器工作原理及应用

原理概述： 自耦变压器是指它的绕组是，初级和次级在同一条绕组上的变压器。根据结构还可细分为可调压式和固定式。 原理释义： 在一个闭合的铁芯上绕两个或以上的线圈，当一个线圈通入交流电源时（就是初级线圈），线圈中流过交变电流，这个交变电流在铁芯中产生交变磁场，交变主磁通在初级线圈中产生自身感应电动势，同时另外一个线圈（就是次级线圈）中感应互感电动势。通过改变初、次级的线圈匝数比的关系来改变初、次级线圈端电压，实现电压的变换，一般匝数比为.：~：。因为初级和次级线圈直接相连，有跨级漏电的危险。所以不能作行灯变压器。· 干式区别： 在电网中，从KV电压等级才开始有自耦变压器，多用作电网间的联络变。KV以下几乎没有自耦变压器。自耦变压器在较低电压下是作为电机降压启动使用。 对于干式变压器来讲，它的绝缘介质是树脂之类的固体，没有油浸式变压器中的绝缘油，所以称为干式。干式变压器由于散热条件差，所以容量不能做得很大，一般只有中小型变压器，电压等级也基本上在KV及以下。 工作原理： .自耦变压器是输出和输入共用一组线圈的特殊变压器.升压和降压用不同的抽头来实现。 ⒉其原理和普通变压器一样的，只不过他的原线圈就是它的副线圈。一般的变压器是原线圈通过电磁感应，使副线圈产生电压，自耦变压器是自己影响自己。 ⒊自耦变压器是只有一个绕组的变压器，当作为降压变压器使用时，从绕组中抽出一部分线匝作为二次绕组；当作为升压变压器使用时，外施电压只加在绕组的—部分线匝上。通常把同时属于一次和二次的那部分绕组称为公共绕组，自耦变压器的其余部分称为串联绕组，同容量的自耦变压器与普通变压器相比，不但尺寸小，而且效率高，并且相同条件下，自耦变压器的容量越大，电压越高。因此随着电力系统的发展、电压等级的提高和输送容量的增大，自耦变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用。 由电磁感应的原理可知，变压器并不要有分开的原绕组和副绕组，只有一个线圈也能达到变换电压的目的.在图中，当变压器原绕组接入交流电源时，变压器原绕组每匝的电压，电压平均分配在变压器原绕组,，变压器副绕组W的电压等于原绕组每匝电压乘以,的匝数.在输入电压U不变的前提下，改变原，副绕组匝数的比例，就得到不同的U值.这种原，副绕组直接串联，自行耦合的变压器就叫自耦变压器，又叫单圈变压器。 普通变压器的原，副绕组是互相绝缘的，只用磁的联系而没有电的联系，依线圈组数的不同，这种变压器又可分为双圈变压器或多圈变压器.由电磁感应的原理可知，并不要有分开的原绕组和副绕组，只有一个线圈也能达到变换电压的目的，自耦变压器最大特点是副绕组是原绕组的一部分，或原绕组是副绕组的一部分。自耦变压器原、副绕组的电流方向和普通变压器一样是相反的。在忽略变压器的激磁电流和损耗的情况下，可有如下关系式 降压：I=I+I,I=II 升压：I=II,I=II P=UI,P=UI 式中： I是原绕组电流，I是副绕组电流 U是原绕组电压，U是副绕组电压 P是原绕组功率，P是副绕组功率 原理特点： ⑴由于自耦变压器的计算容量小于额定容量．所以在同样的额定容量下，自耦变压器的主要尺寸较小，有效材料（硅钢片和导线）和结构材料（钢材）都相应减少，从而降低了成本。有效材料的减少使得铜耗和铁耗也相应减少，故自耦变压器的效率较高。同时由于主要尺寸的缩小和质量的减小，可以在容许的运输条件下制造单台容量更大的变压器。但通常在自耦变压器中只有k≤时，上述优点才明显。 ⑵由于自耦变压器的短路阻抗标幺值比双绕组变压器小，故电压变化率较小，但短路电流较大。 ⑶由于自耦变压器一、二次之间有电的直接联系，当高压侧过电压时会引起低压侧严重过电压。为了避免这种危险，一、二次都必须装设避雷器，不要认为一、二次绕组是串联的，一次已装、二次就可省略。 ⑷在一般变压器中。有载调压装置往往连接在接地的中性点上，这样调压装置的电压等级可以比在线端调压时低。而自耦变压器中性点调压侧会带来所谓的相关调压问题。因此，要求自耦变压器有载调压时，只能采用线端调压方式。 产品应用： 自耦变压器在不需要初、次级隔离的场合都有应用，具有体积小、耗材少、效率高的优点。常见的交流（手动旋转）调压器、家用小型交流稳压器内的变压器、三相电机自耦减压起动箱内的变压器等等，都是自耦变压器的应用范例。随着中国电气化铁路事业的高速发展，自耦变压器（AT）供电方式得到了长足的发展。由于自耦变压器供电方式非常适用于大容量负荷的供电，对通信线路的干扰又较小，因而被客运专线以及重载货运铁路所广泛采用。

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