自耦變壓器:自耦變壓器是輸出和輸入共用一組線圈的變壓器.升壓和降壓用不同的抽頭來(lái)實(shí)現(xiàn).比共用線圈少的部分抽頭電壓就降低.比共用線圈多的部分抽頭電壓就升高。其實(shí)原理和普通變壓器一樣的,只不過(guò)他的原線圈就是它的副線圈,一般的變壓器是左邊一個(gè)原線圈通過(guò)電磁感應(yīng),使右邊的副線圈產(chǎn)生電壓,自耦變壓器是自己影響自己。
自耦變壓器是只有一個(gè)繞組的變壓器,當(dāng)作為降壓變壓器使用時(shí),從繞組中抽出一部分線匝作為二次繞組;當(dāng)作為升壓變壓器使用時(shí),外施電壓只加在繞組的—部分線匝上。通常把同時(shí)屬于和二次的那部分繞組稱為公共繞組,自耦變壓器的其余部分稱為串聯(lián)繞組,同容量的自耦變壓器與普通變壓器相比,不但尺寸小,而且效率高,并且變壓器容量越大,電壓越高.這個(gè)優(yōu)點(diǎn)就越加突出。因此隨著電力系統(tǒng)的發(fā)展、電壓等級(jí)的和輸送容量的,自藕變壓器由于其容量大、損耗小、造價(jià)低而得到廣泛應(yīng)用。
自耦變壓器和隔離變壓器的區(qū)別
變壓器由電磁感應(yīng)的原理可知,變壓器并不要有分開(kāi)的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線圈也能變換電壓的目的.在圖1中,當(dāng)變壓器原繞組W1接入交流電源U1時(shí),變壓器原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在變壓器原繞組1,2,變壓器副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數(shù).在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯(lián),自行偶合的變壓器就叫自藕變壓器,又叫單圈變壓器.
普通隔離變壓器的原,副繞組是互相緣的,只用磁的聯(lián)系而沒(méi)有電的聯(lián)系,依線圈組數(shù)的不同,這種變壓器又可分為雙圈變壓器或多圈變壓器.由電磁感應(yīng)的原理可知,并不要有分開(kāi)的原繞組和副繞組,只有一個(gè)線圈也能變換電壓的目的.在圖1中,當(dāng)原繞組W1接入交流電源U1時(shí),原繞組每匝的電壓降,電壓平均分配在原繞組1,2,,副繞組W2的電壓等于原繞組每匝電壓乘以3,4的匝數(shù).在U1不變的下,變更W1和W2的比例,就得到不同的U2值.這種原,副繞組直接串聯(lián),自行偶合的變壓器稱為自耦變壓器,又叫單圈變壓器.
自耦變壓器的各種運(yùn)行方式
自耦變壓器中的電壓,電流和匝數(shù)的關(guān)系和變壓器,既:U1/U2=W1/W2=I2/I1=K
自耦變壓器特點(diǎn)是,副繞組是原繞組的一部分(如圖1的自耦降壓變壓器),或原繞組是副繞組的一部分(如圖2的自耦升壓變壓器).
自藕變壓器原,副繞組的電流方向和普通變壓器一樣是相反的.
在忽略變壓器的激磁電流和損耗的情況下,可有如下關(guān)系式
降壓:I2=I1+I,I=I2-I1
升壓:I2=I1-I,I=I1-I2
P1=U1I1,P2=U2I2
式中:
I1是原繞組電流,I2是副繞組電流
U1是原繞組電壓,U2是副繞組電壓
P1是原繞組功率,P2是副繞組功率
自耦變壓器的特點(diǎn)
(1)由于自耦變壓器的計(jì)算容量小于額定容量.所以在同樣的額定容量下,自耦變壓器的主要尺寸較小,材料(硅鋼片和導(dǎo)線)和結(jié)構(gòu)材料(鋼材)都相應(yīng)減少,從而降低了成本。材料的減少使得銅耗和鐵耗也相應(yīng)減少,故自耦變壓器的效率較高。同時(shí)由于主要尺寸的縮小和質(zhì)量的減小,可以在容許的運(yùn)輸條件下制造單臺(tái)容量更大的變壓器。但通常在自耦變壓器中只有k≤2時(shí),上述優(yōu)點(diǎn)才明顯。
(2)由于自耦變壓器的短路阻標(biāo)幺值比雙繞組變壓器小,故電壓變化率較小,但短路電流較大。
(3)由于自耦變壓器一、二次之間有電的直接聯(lián)系,當(dāng)高壓側(cè)過(guò)電壓時(shí)會(huì)引起低壓側(cè)嚴(yán)重過(guò)電壓。為了避免這種危險(xiǎn),一、二次都須裝設(shè)避雷器,不要認(rèn)為一、二次繞組是串聯(lián)的,已裝、二次就可省略。
(4)在一般變壓器中。有載調(diào)壓裝置往往連接在接地的中性點(diǎn)上,這樣調(diào)壓裝置的電壓等級(jí)可以比在線端調(diào)壓時(shí)低。而自耦變壓器中性點(diǎn)調(diào)壓側(cè)會(huì)帶來(lái)所謂的相關(guān)調(diào)壓?jiǎn)栴}。因此,要求自耦變壓器有載調(diào)壓時(shí),只能采用線端調(diào)壓方式。
自耦變壓器的應(yīng)用
自耦變壓器在不需要初、次級(jí)隔離的場(chǎng)合都有應(yīng)用,具有體積小、耗材少、效率高的優(yōu)點(diǎn)。常見(jiàn)的交流(手動(dòng)旋轉(zhuǎn))調(diào)壓器、家用小型交流穩(wěn)壓器內(nèi)的變壓器、三相電機(jī)自耦減壓起動(dòng)箱內(nèi)的變壓器等等,都是自耦變壓器的應(yīng)用范例。
隨著我國(guó)電氣化鐵路事業(yè)的發(fā)展,自耦變壓器(AT)供電方式得到了長(zhǎng)足的發(fā)展。由于自耦變壓器供電方式適用于大容量負(fù)荷的供電,對(duì)通信線路的干擾又較小,因而被客運(yùn)專線以及重載貨運(yùn)鐵路所廣泛采用。早期我國(guó)鐵路自耦變壓器主要依靠,成本較高且維護(hù)不便。近年來(lái),由中鐵電氣化局集團(tuán)保定鐵道變壓器有限公司設(shè)計(jì)并生產(chǎn)的OD8-M系列鐵路自耦變壓器先后在朔鐵路、京津城際鐵路、大秦鐵路重載列車單元改造、武廣客運(yùn)專線等多條重要鐵路投入使用,受到相關(guān)部門的高度好評(píng),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的空白。