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自耦变压器

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  • 发布时间:2015/5/13 14:42:55
  • 作者:银河电气
定义
GB/T2900.15-1997 电工术语 变压器、互感器、调压器和电抗器》对自耦变压器的定义:
自耦变压器是指至少有两个绕组具有公共部分的变压器。
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自耦变压器概述

  自耦的耦是电磁耦合的意思,普通的变压器是通过原副边线圈电磁耦合来传递能量,原副边没有直接电的联系,是严格的电气隔离。但是自耦变压器的低压线圈就是高压线圈的一部分,输出和输入共用一组线圈,升压和降压用不同的抽头来实现,比共用线圈少的部分抽头电压就降低,比共用线圈多的部分抽头电压就升,原副边有直接电的联系。

自耦变压器电气符号
自耦变压器电气表示符号

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自耦变压器原理
  跟大多数变压器一样,自耦变压器也是运用电磁感应原理来制成的,在交流电源的作用下,原线圈中产生交变电流,从而在铁芯中激发交变的磁通量,这一交变的磁通量将线圈中产生感应电动势。这就是自耦变压器的一般工作原理。所以,自耦变压器和一般的变压器是一样的,同样得具有变压、变流和变阻的特性。
自耦变压器原理
  上图(a)为双绕组变压器,原副边只有磁联系,图(b)为单相自耦变压器,省去一个绕组,图(c)为原副绕组有共同部分的自耦变压器。
  与双绕组变压器不同的是,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,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,并且变压器容量越大,电压越高。这个优点就越加突出。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,自藕变压器由于其容量大、损耗小、造价低而得到广泛应用。在图(c)中,当变压器原绕组 U1接入交流电源时,电压平均分配在变压器U1绕组两端,变压器U2绕组的电压等于U1绕组每匝电压乘以U2绕组的匝数。
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自耦变压器应用
  自耦变压器广泛适用于电力系统、工矿企业、交通、邮电部门、科研单位等设备用电及其他需要电压转换的场所。
  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。
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自耦变压器的特点
1、体积小,重量轻,成本低、效率高
  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。
2、短路电流较大
  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。
3、保护要求较高
  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、二次都必须采取高压保护,不要认为一、二次绕组是串联的,一次已装、二次就可省略。

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