随着工业的不断发展，除了普通的双绕组电力变压器外，还出现了适合各种用途的特种变压器。 虽然种类和规格较多，但其基本原理与普通双绕组变压器相同或相似，不再使用。 一一讨论。 本文主要介绍比较常用的自耦变压器的工作原理。
自耦变压器概述
自耦合是指电磁耦合。 普通变压器通过初级线圈和次级线圈的电磁耦合来传输能量。 初级侧和次级侧没有直接的电气连接。 自耦变压器的一次侧和二次侧直接电气连接。 它的低压线圈是高压线圈的一部分。
自耦变压器等保护设备也用于通信线路的保护设备。
自耦变压器是初级绕组和次级绕组在同一绕组上的变压器。 按结构还可细分为调压式和固定式。
自耦变压器是根据电磁感应中的自感现象制成的。 其主要功能是调节电压等级。
自感电动势是由于流过线圈本身的电流变化而在线圈两端产生的电动势，引起流过线圈的磁通量的变化。 由于感应电动势的大小与线圈的匝数成正比，因此整个线圈中局部绕组产生的电动势必须低于所有绕组产生的电动势。 如果将局部绕组和所有绕组分别作为初级和次级，就构成了自耦变压器。 同样，改变两个绕组的匝数比也会改变变压比。
该自耦变压器结构简单，成本低廉。 制成的自耦调压器、自耦降压补偿器等得到广泛应用。 但由于自耦变压器的初级和次级在电路上不隔离，安全性能不高。 因此，在需要安全电压的场所禁止使用自耦变压器。
一、自耦变压器的工作原理
一、结构特点及用途
上述变压器的初级和次级绕组是分开绕制的。 虽然它们安装在同一铁芯上，但彼此绝缘。 即，初级绕组和次级绕组之间仅存在磁耦合，而没有电耦合。 直接联系。 这种类型的变压器称为双绕组变压器。 如果将初级和次级绕组合二为一，使次级绕组成为初级绕组的一部分，这种只有一个绕组的变压器称为自耦变压器，如图所示。 可见，自耦变压器的初级和次级绕组之间除了磁耦合外，还存在直接的电气连接。 从下面的分析可以看出，自耦变压器可以节省铜、铁的消耗，从而减小变压器的体积和重量，降低制造成本，有利于大型变压器的运输和安装。 在高压输电系统中，自耦变压器主要用于连接两个电压等级相近的电网，并作为接触变压器。 实验室常用带有滑动触点的自动电压调节器来获得任意可调的交流电压。 此外，自耦变压器常被用作异步电机的启动补偿器，以降低电压启动电机。
2.电压、电流与容量的关系
自耦变压器也是基于电磁感应原理工作的。 当在初级绕组U1U2两端施加交流电压U1时，铁芯中产生交变磁通，在初级绕组和次级绕组中分别产生感应电动势E1和E1。 他们还有以下关系
U1≈E1＝4.44fN1Фm
U2＝E2=4.44fN2Фm
因此，自耦变压器的变比K为
当自耦变压器次级绕组加负载时，由于外部电源电压保持不变，主磁通近似保持不变，因此总励磁磁动势仍等于空载磁动势，即
可以看出，流经公共绕组的电流始终小于输出电流I2。 当变比K接近1时，I1和I2的值相差不大，即公共绕组中的电流I很小，因此这部分绕组可以绕有较小截面积的导线可节省铜用量，并减小自耦变压器的尺寸和重量。
自耦变压器输出的视在功率为S2=U2I2=U2(I+I1)=U2I+U2I1
从上式可以看出，自耦变压器的输出功率由两部分组成。 U2I部分是基于电磁感应原理从初级绕组传输到次级绕组的视在功率，而U2I1是从初级绕组到次级绕组的直接连接。 从绕组直接传输到次级绕组的视在功率。 由于I1仅在部分绕组的电阻中产生铜损，因此自耦变压器比普通变压器损耗更小，效率更高，因而更经济。
理论分析和实践都可以证明，当原、副边绕组电压之比接近1或不大于2时，自耦变压器的优点更加显着。 当比率大于2时，好处就不多了。 因此，实际应用中自耦变压器的变比一般在1.2～2.0范围内。 例如，在电力系统中，采用自耦变压器将110kV、150kV、220kV和330kV高压电力系统连接成大型电力系统。 自耦变压器的缺点是一次绕组和二次绕组的电路直接连接在一起，导致高压侧的电气故障波及低压侧。 这是非常不安全的。 因此，自耦变压器在使用时必须正确接线。 并且外壳必须接地，规定安全照明变压器不允许采用自耦变压器结构。 自耦变压器不仅用于降压，还可以用作升压变压器。
若将自耦变压器的抽头做成滑动触头，则可构成输出电压可调的自耦变压器。 为了使滑动接触可靠，该自耦变压器的铁心制成圆环，其上均匀分布有绕组。 滑动触点由碳刷组成。 由于其输出电压可调，故称为自耦变压器。 外观及原理电路如图所示。 自耦变压器的初级绕组匝数N1是固定的并连接到电源。 初级绕组的另一端点U2与滑动触头a之间的绕组N2作为次级绕组。 当滑动触头a移动时，输出电压U2随之变化。 该电压调节器的输出电压U2可以低于初级绕组电压U1，或者略高于初级绕组电压。 例如，实验室常用的单相调压器，初级绕组输入电压U1=220V，次级绕组输出电压U2=0~250V。 使用时请注意：初级绕组和次级绕组的公共端U2或u2相连。 中性线（零线），U1端子接电源相线（火线），u1端子和u2端子作为输出。 另外，必须注意的是，在将自耦稳压器连接到电源之前，必须先将手柄旋至零位，使输出电压为零，然后顺时针缓慢转动手柄，使输出电压逐渐升高。
自耦变压器工作原理图
自耦变压器的一次回路和二次回路共用部分线圈自耦电源变压器的输出端指示电压为零，如图所示。 原边和副边之间除了磁连接外，还存在直接电连接。 这是自耦变压器区别于普通变压器的特点。
从图中可以看出，当原边施加额定电压时，如果不考虑电阻的压降和漏感电位，则
式中，K为自耦变压器的变压比。
当自耦变压器接负载，二次侧有电流i 2 输出时，有
由上式可知，自耦变压器中一次、二次电流的大小与线圈匝数成反比，相位差为180°。 因此，在自耦变压器中，原副边公共部分的电流为i=i 1 +i 2 。 考虑到i 1 和i 2 具有相反的相位，I=I 2 -I 1 。 当变比K接近1时，由于i 1 和i 2 的值相差不大，因此线圈公共部分的电流I很小。 因此，这部分线圈可以采用截面较小的导体，以节省材料。
自耦变压器的优点是：结构简单、节省材料、效率高。 但这些优点只有在变压器变比不大时才有意义。 其缺点是次级线圈与初级线圈之间存在电气连接，因此不能用于变比较大（一般不超过2）的场合。 这是因为当次级线圈断开时，高压接入低压网络，容易发生事故。
实验室常用的调压器是次级线圈匝数可变的自耦变压器，如下图所示。
这种调压器具有滑动端点，因此可以均匀地调节电压。 调压器还可做成三相的，容量为几千伏安，电压为几百伏。
使用自耦稳压器时应注意以下几点：
1）原、副边不能接错，否则会烧毁变压器。
2）电源输入端子有3个，分别用于220V和110V电源。 请勿接错，否则会烧毁变压器。
3）接通电源前，将手柄旋至零位。 接通电源前，逐渐调节接收手柄，调节所需的输出电压。
自耦变压器相关文章：
自耦变压器结构原理
自耦变压器的变压比是多少_自耦变压器的作用是什么？
自耦变压器工作原理及工作特点介绍
随着工业的不断发展，除了普通的双绕组电力变压器外，还出现了适合各种用途的特种变压器。 虽然种类和规格较多，但其基本原理与普通双绕组变压器相同或相似，不再使用。 一一讨论。 本文主要介绍比较常用的自耦变压器的工作原理。
自耦变压器概述
自耦合是指电磁耦合。 普通变压器通过初级和次级线圈的电磁耦合来传输能量。 初级侧和次级侧没有直接的电气连接。 自耦变压器的一次侧和二次侧直接电气连接。 它的低压线圈是高压线圈的一部分。
自耦变压器等保护设备也用于通信线路的保护设备。
自耦变压器是初级绕组和次级绕组在同一绕组上的变压器。 按结构还可细分为调压式和固定式。
自耦变压器是根据电磁感应中的自感现象制成的。 其主要功能是调节电压等级。
自感电动势是由于流过线圈本身的电流变化而在线圈两端产生的电动势，引起流过线圈的磁通量的变化。 由于感应电动势与线圈的匝数成正比，因此整个线圈中局部绕组产生的电动势必须低于所有绕组产生的电动势。 如果将局部绕组和所有绕组分别作为初级和次级，就构成了自耦变压器。 同样，改变两个绕组的匝数比也会改变变压比。
自耦变压器结构简单，成本低廉。 制成的自耦调压器、自耦降压补偿器等得到广泛应用。 但由于自耦变压器的初级和次级在电路上不隔离，安全性能不高。 因此，在需要安全电压的场所禁止使用自耦变压器。
一、自耦变压器的工作原理
一、结构特点及用途
上述变压器的初级和次级绕组是分开绕制的。 虽然它们安装在同一铁芯上，但彼此绝缘。 即，初级绕组和次级绕组之间仅存在磁耦合，而没有电耦合。 直接联系。 这种类型的变压器称为双绕组变压器。 如果将初级和次级绕组合二为一，使次级绕组成为初级绕组的一部分，这种只有一个绕组的变压器称为自耦变压器，如图所示。 可见，自耦变压器的初级和次级绕组之间除了磁耦合外，还存在直接的电气连接。 从下面的分析可以看出，自耦变压器可以节省铜、铁的消耗，从而减小变压器的体积和重量，降低制造成本，有利于大型变压器的运输和安装。 在高压输电系统中，自耦变压器主要用于连接两个电压等级相近的电网，并充当接触变压器。 在实验室中，通常使用带有滑动触点的自耦调压器来获得任意可调的交流电压。 此外，自耦变压器常被用作异步电机的启动补偿器，以降低电压启动电机。
2、电压、电流与容量的关系
自耦变压器也是基于电磁感应原理工作的。 当在初级绕组U1U2两端施加交流电压U1时，铁芯中产生交变磁通，在初级绕组和次级绕组中分别产生感应电动势E1和E1。 他们还有以下关系
U1≈E1＝4.44fN1Фm
U2＝E2=4.44fN2Фm
因此，自耦变压器的变比K为
当自耦变压器次级绕组加负载时物理资源网，由于外部电源电压保持不变，主磁通近似保持不变，因此总励磁磁动势仍等于空载磁动势，即
可以看出，流经公共绕组的电流始终小于输出电流I2。 当变比K接近1时，I1和I2的值相差不大，即公共绕组中的电流I很小，因此这部分绕组可以绕有较小截面积的导线可节省铜用量，并减小自耦变压器的尺寸和重量。
自耦变压器输出的视在功率为S2=U2I2=U2(I+I1)=U2I+U2I1
从上式可以看出，自耦变压器的输出功率由两部分组成。 U2I部分是根据电磁感应原理从初级绕组传输到次级绕组的视在功率，而U2I1是初级绕组通过电路直接连接到次级绕组。 从绕组直接传输到次级绕组的视在功率。 由于I1仅在部分绕组的电阻中产生铜损，因此自耦变压器的损耗比普通变压器小，效率更高，因此更加经济。
理论分析和实践都可以证明，当原、副边绕组电压之比接近1或不大于2时，自耦变压器的优点更加显着。 当比率大于2时，好处就不多了。 因此，实际应用中自耦变压器的变比一般在1.2～2.0范围内。 例如，在电力系统中，采用自耦变压器将110kV、150kV、220kV和330kV高压电力系统连接成大型电力系统。 自耦变压器的缺点是一次绕组和二次绕组的电路直接连接在一起，导致高压侧的电气故障波及低压侧。 这是非常不安全的。 因此，自耦变压器在使用时必须正确接线。 并且外壳必须接地，规定安全照明变压器不允许采用自耦变压器结构。 自耦变压器不仅用于降压，还可以用作升压变压器。
若将自耦变压器的抽头做成滑动触头，则可构成输出电压可调的自耦变压器。 为了使滑动接触可靠，该自耦变压器的铁心制成圆环，其上均匀分布有绕组。 滑动触点由碳刷组成。 由于其输出电压可调，故称为自耦变压器。 外观及原理电路如图所示。 自耦变压器的初级绕组匝数N1是固定的并连接到电源。 初级绕组的另一端点U2与滑动触头a之间的绕组N2作为次级绕组。 当滑动触头a移动时，输出电压U2随之变化。 该电压调节器的输出电压U2可以低于初级绕组电压U1，或者略高于初级绕组电压。 例如，实验室常用的单相调压器，初级绕组输入电压U1=220V，次级绕组输出电压U2=0~250V。 使用时请注意：初级绕组和次级绕组的公共端U2或u2相连。 中性线（零线），U1端子接电源相线（火线），u1端子和u2端子作为输出。 另外，必须注意的是，在将自耦稳压器连接到电源之前，必须先将手柄旋至零位，使输出电压为零，然后顺时针缓慢转动手柄，使输出电压逐渐升高。
自耦变压器工作原理图
自耦变压器的初级电路和次级电路共用部分线圈，如图所示。 原边和副边之间除了磁连接外自耦电源变压器的输出端指示电压为零，还存在直接电连接。 这是自耦变压器区别于普通变压器的特点。
从图中可以看出，当原边施加额定电压时，如果不考虑电阻的压降和漏感电位，则
式中，K为自耦变压器的变压比。
当自耦变压器接负载，二次侧有电流i 2 输出时，有
由上式可知，自耦变压器中一次、二次电流的大小与线圈匝数成反比，相位差为180°。 因此，在自耦变压器中，原副边公共部分的电流为i=i 1 +i 2 。 考虑到i 1 和i 2 具有相反的相位，I=I 2 -I 1 。 当变比K接近1时，由于i 1 和i 2 的值相差不大，因此线圈公共部分的电流I很小。 因此，这部分线圈可以采用截面较小的导体，以节省材料。
自耦变压器的优点是：结构简单、节省材料、效率高。 但这些优点只有在变压器变比不大时才有意义。 其缺点是次级线圈与初级线圈之间存在电气连接，因此不能用于变比较大（一般不超过2）的场合。 这是因为当次级线圈断开时，高压接入低压网络，容易发生事故。
实验室常用的调压器是次级线圈匝数可变的自耦变压器，如下图所示。
此类调压器具有滑动端点，因此可以均匀地调节电压。 调压器还可做成三相式，容量为几千伏安，电压为几百伏。
使用自耦稳压器时应注意以下几点：
1）原、副边不能接错，否则会烧毁变压器。
2）电源输入端子有3个，分别用于220V和110V电源。 请勿接错，否则会烧毁变压器。
3）接通电源前，将手柄旋至零位。 接通电源前，逐渐调节接收手柄，调节所需的输出电压。
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