第七章自耦变压器
第七章自耦变压器
额定容量SN。
1
2'
I1
m
N2
s12 s2
N1
s1
s23
s31 s3
I2 2
3'
N3
1 ' 3 I3
三、基本分析方法和思路
磁动势平衡：
N 1 I1N 2I2N 3I3F 00
主磁通感应电动势可表示为：
E01 、 E02 、 E03
自漏磁通感应的电动势可表示为：
E s 1 j I 1 X 1 1 、 E s 2 j I 2 X 2 2 、 E s 3 j I 3 X 3 3
第7章 自耦变压器、 三绕组变压器和互感器
7.1 自耦变压器
一次侧和二次侧共用一部分绕组的变压 器称为自耦变压器。
一、结构特点与用途
自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，原、 副边之间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联 系。
自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕组， 两绕组串联，绕向一致。
自耦变压器
A
I2
X
x
原副边电流符号相 反：当原边电流在
原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕 组中从非同名端流向同名端！
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(4)
原副绕组电流
I1, I ,
A
当原边电流从同名端
流向非同名，则副绕
组电流从非同名端流 向同名端！
U1
副边实际电流则等于
原副绕组电流之和。
忽略励磁电流
效益系数 k x y
= ———— = ——————————
额定容量
额定容量
kxy
U1I1U2I1 U1I1
1 1
kA
A
E1
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理引言概述:自耦变压器是一种常用的电力设备，它通过自感和互感的作用，实现电压的变换和电能的传递。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理。
一、自耦变压器的基本概念1.1 自耦变压器的定义自耦变压器是一种变压器，它只有一个线圈，同时兼具了原线圈和副线圈的功能。
原线圈的一部分同时兼作副线圈，通过不同的接线方式，可以实现不同的变压比。
1.2 自耦变压器的结构自耦变压器由铁心和线圈组成。
铁心由硅钢片叠压而成，具有较高的磁导率和低的磁滞损耗。
线圈由导电材料绕制而成，通常采用铜线。
自耦变压器的线圈上有多个引线，用于不同的接线方式。
1.3 自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于自感和互感的作用。
当交流电通过线圈时，产生的磁场会引起自感电动势和互感电动势。
自感电动势和互感电动势的大小与线圈的匝数、电流和变压比有关。
通过适当的接线方式，可以实现不同的变压比。
二、自耦变压器的接线方式2.1 自耦变压器的串联接线串联接线是自耦变压器最常见的接线方式之一。
在串联接线中，原线圈和副线圈的一端通过共用引线连接，而另一端分别与电源和负载相连。
这种接线方式可以实现较高的变压比。
2.2 自耦变压器的并联接线并联接线是自耦变压器的另一种常见接线方式。
在并联接线中，原线圈和副线圈的一端分别与电源和负载相连，而另一端通过共用引线连接。
这种接线方式可以实现较低的变压比。
2.3 自耦变压器的自耦接线自耦接线是自耦变压器独有的接线方式。
在自耦接线中，原线圈和副线圈的一部分通过共用引线连接，而另一部分分别与电源和负载相连。
这种接线方式可以实现较为复杂的变压比。
三、自耦变压器的应用领域3.1 电力系统中的应用自耦变压器在电力系统中广泛应用于变电站和输电线路。
它可以实现不同电压等级之间的变换，提高电能的传输效率。
3.2 电子设备中的应用自耦变压器在电子设备中常用于电源变换和隔离。
它可以将高压电源转换为适合电子设备使用的低压电源，同时提供电气隔离保护。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理自耦变压器是一种特殊类型的变压器，它在电路中起着重要的作用。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理，包括结构、原理以及应用。
一、自耦变压器的结构自耦变压器由一个共享磁路的线圈组成，该线圈既是主线圈也是副线圈。
主线圈是通过整个线圈绕制的，而副线圈则是通过部分线圈绕制的。
主线圈和副线圈之间只有一个绝缘层隔开。
二、自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于自感和互感的原理。
当主线圈中的电流变化时，会在线圈中产生自感电动势。
同时，由于主线圈和副线圈共享磁路，主线圈中的电流变化也会在副线圈中产生互感电动势。
自耦变压器的工作原理可以用以下公式表示：Vp = Np * dϕ/dt - Ns * M * dϕ/dt其中，Vp是主线圈的电压，Np是主线圈的匝数，dϕ/dt是磁通变化率，Ns是副线圈的匝数，M是主线圈和副线圈之间的互感系数。
由于自耦变压器中主线圈和副线圈共享磁路，所以主线圈和副线圈之间的耦合非常紧密，互感系数M接近于1。
因此，自耦变压器的输出电压可以通过改变主线圈和副线圈的匝数比例来调节。
三、自耦变压器的应用1. 电源变压器自耦变压器常用于电源变压器中，用于将高电压转换为低电压。
通过调节主线圈和副线圈的匝数比例，可以实现不同的输出电压。
2. 变频器自耦变压器还常用于变频器中，用于调整交流电源的频率。
通过改变主线圈和副线圈的匝数比例，可以改变输出电压的频率。
3. 自耦变压器起动电动机自耦变压器还可用于起动大功率电动机。
在电动机起动时，为了避免电动机启动时产生过大的电流冲击，可以使用自耦变压器来逐步提供电压，使电动机平稳启动。
总结：自耦变压器是一种特殊类型的变压器，通过共享磁路实现主线圈和副线圈之间的耦合。
其工作原理基于自感和互感的原理。
自耦变压器具有调节输出电压的能力，广泛应用于电源变压器、变频器以及电动机起动等领域。
通过调节主线圈和副线圈的匝数比例，可以实现不同的输出电压和频率。
自耦变压器原理
自耦变压器原理自耦变压器是一种特殊的变压器，它有着独特的工作原理和应用场景。
在电力系统和电子设备中，自耦变压器扮演着重要的角色。
本文将对自耦变压器的原理进行详细介绍，希望能够帮助读者更好地理解和应用这一技术。
自耦变压器是一种只有一个线圈的变压器，这个线圈既起到了输入端的作用，也起到了输出端的作用。
在自耦变压器中，输入端和输出端共享同一个线圈的一部分匝数，这就是自耦变压器名称的由来。
自耦变压器的原理可以通过以下几个方面来解释：首先，自耦变压器的输入端和输出端共享同一线圈的一部分匝数，因此在输入端加上交流电压时，输出端也会感应出相应的电压。
这种感应是通过自感应的原理实现的，即电流在线圈中产生磁场，而磁场变化又会诱发感应电动势。
因此，自耦变压器的原理与普通变压器类似，都是基于电磁感应的原理。
其次，自耦变压器的原理还涉及到匝数比的影响。
由于输入端和输出端共享同一线圈的一部分匝数，因此输入端和输出端的匝数比并不是严格意义上的变压比。
这就导致了自耦变压器的输出电压并不严格等于输入电压乘以变压比，而是通过匝数比和匝数分布的方式来确定输出电压。
此外，自耦变压器的原理还涉及到电流的分配。
由于输入端和输出端共享同一线圈的一部分匝数，因此在自耦变压器中，输入端和输出端的电流并不是严格意义上的按照变压比来分配的。
在实际应用中，需要根据具体的匝数比和工作状态来确定输入端和输出端的电流分配情况。
总的来说，自耦变压器的原理是基于电磁感应、匝数比和电流分配等基本原理来实现的。
通过对这些原理的理解，可以更好地应用自耦变压器，并且在实际工程中更好地解决问题。
在电力系统中，自耦变压器通常用于调压、调流和防止谐波等方面。
在电子设备中，自耦变压器则常用于提供稳定的电压和电流，以保证设备的正常工作。
因此，对自耦变压器的原理有深入的理解，对于电力系统和电子设备的设计和维护都具有重要意义。
总之，自耦变压器是一种特殊的变压器，它有着独特的工作原理和应用场景。
自耦变压器
相关变压器
中和变压器 屏蔽变压器
分隔变压器 吸流变压器
中和变压器
中和变压器（Neutralizing Transformer）：降低强电线对通信线产生影响的一种装置。它的次级线圈个 数与通信导线数相同，并且直接串入通信导线；它的初级线圈串接入两端接地的领示线。这样强电线与领示线中 的电流，会对通线线路产生相应的对地电位。它改变了通信导线的电位分布情况，确保通信线路沿线的对地电位 都不超过限定值。这种串接的方法不会改变通信线路的对地绝缘，同时起到了保护通信线路的作用。它的缺点就 是需要多加一根领示线。
1.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，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高。
自耦变压器零序差动保护原理图
⒉其实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。一般的变压器是左边一个原线圈通过 电磁感应，使右边的副线圈产生电压，自耦变压器是自己影响自己。
随着电力系统向大容量、高电压的方向快速发展，自耦变压器以低成本、高效率等特点，被广泛应用于高压 电力网络中，成为传递重要电能的电压转换设备。作为高压电网中最重要的设备之一，自耦变压器对于确保电网 安全可靠运行、灵活分配电能有重大意义。
随着高铁的快速发展，自耦变压器的可靠性对高铁的安全运行至关重要。而直击雷、接触网异物等引起高铁 短路跳闸事故频发，其产生的短路冲击电流极易引起自耦变压器绕组故障，大大降低了变压器运行的可靠性，严 重影响高铁安全运行。
分隔变压器（Isolating Transformer）：防止强电线对通信线产生影响的一种保护装置。又称为绝缘变 压器。它的工作原理是把变比1:1的初、次级线圈分别插接到一对通信导线上，这样将导线分隔为多段，降低了 导线上的感应纵电势，对通信线路起到了保护作用。适用于音频通信线路，但使用分隔变压器的通信线路上不能 进行直流测试和传送直流信号了。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理一、引言自耦变压器是一种常见的电力变压器，广泛应用于电力系统、电子设备和通信设备中。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理、结构和特点。
二、工作原理自耦变压器是一种只有一个线圈的变压器，其工作原理基于自感和互感的原理。
自感是指线圈中电流变化时所产生的感应电动势，而互感是指两个相邻线圈之间的电磁耦合作用。
自耦变压器的线圈中存在着两个电压：主线圈和副线圈。
主线圈是整个线圈的一部分，而副线圈则是主线圈的一部分。
当主线圈中通过电流时，由于自感作用，会在主线圈中产生感应电动势。
同时，由于互感作用，感应电动势也会传递到副线圈中。
根据自耦变压器的工作原理，可以得出以下几个特点：1. 主线圈和副线圈之间存在电磁耦合作用，因此主线圈和副线圈之间的电压比例是固定的，可以根据需要进行调整。
2. 自耦变压器的线圈是共享的，因此主线圈和副线圈之间存在电流的直接联系。
3. 自耦变压器可以实现电压的升降变换，同时还可以提供电流的隔离。
三、结构自耦变压器的结构相对简单，主要由铁芯和线圈组成。
1. 铁芯：铁芯是自耦变压器的主要部分，其作用是增加磁通密度，提高变压器的效率。
铁芯通常由硅钢片叠压而成，以减小磁滞和铁损耗。
2. 线圈：线圈是自耦变压器的另一个重要组成部分，主要由导线绕制而成。
线圈通常由绝缘材料包裹，以防止电流泄漏和绝缘击穿。
四、应用自耦变压器由于其特殊的工作原理和结构，被广泛应用于各个领域。
1. 电力系统：自耦变压器可以用于电力系统中的电压升降变换，以满足不同设备的电压要求。
同时，自耦变压器还可以提供电流的隔离，保护设备免受电流冲击。
2. 电子设备：自耦变压器可以用于电子设备中的电源变换，以提供稳定的电压和电流。
同时，自耦变压器还可以实现电流的隔离，防止电路之间的相互干扰。
3. 通信设备：自耦变压器可以用于通信设备中的信号隔离和电压变换。
通过使用自耦变压器，可以有效地隔离不同信号之间的干扰，并提供适当的电压和电流。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理一、概述自耦变压器是一种特殊的变压器，它与普通的互感器相比具有独特的工作原理。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理及其应用。
二、自耦变压器的结构自耦变压器由一个共用的线圈构成，该线圈既是主线圈也是副线圈。
相比之下，普通的互感器有两个独立的线圈，即主线圈和副线圈。
自耦变压器的结构简单，由于惟独一个线圈，因此体积小巧。
三、自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于电磁感应。
当交流电通过主线圈时，会在线圈中产生磁场。
这个磁场会通过自耦变压器的铁芯传递到副线圈中，从而在副线圈中产生感应电动势。
根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的大小与磁场的变化率成正比。
不同于普通的互感器，自耦变压器的主线圈和副线圈是物理上相连的，它们共享一部份线圈。
因此，主线圈和副线圈之间存在更密切的耦合，这也是自耦变压器得名的原因。
自耦变压器的输出电压可以通过改变副线圈的接线方式来调节。
当副线圈的接线点接近主线圈的输入端时，输出电压较低。
而当副线圈的接线点接近主线圈的输出端时，输出电压较高。
四、自耦变压器的应用自耦变压器由于其独特的工作原理，在电力系统和电子设备中有广泛的应用。
1. 电力系统中的应用自耦变压器常用于电力系统中的变压器调节器。
变压器调节器是用来调整电压的设备，通过改变自耦变压器的副线圈接线点，可以实现对电网电压的调节。
这在电力系统的稳定性和可靠性方面起到了重要作用。
2. 电子设备中的应用自耦变压器也广泛应用于各种电子设备中，如电源供应器、电子变频器等。
在这些设备中，自耦变压器用于改变电压和电流的大小，以满足不同设备的工作要求。
此外，自耦变压器还可用于隔离电路。
通过将主线圈和副线圈的绝缘性能提高，自耦变压器可以将输入端和输出端彻底隔离，以保护电子设备免受电网波动和干扰的影响。
五、总结自耦变压器是一种特殊的变压器，其工作原理基于电磁感应。
与普通的互感器相比，自耦变压器惟独一个线圈，结构简单，体积小巧。
自耦变压器的应用广泛，可用于电力系统的变压器调节器以及各种电子设备中的电压和电流调节。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理一、概述自耦变压器是一种特殊的变压器，其工作原理是利用自耦变压器的一个线圈既可以作为输入线圈，也可以作为输出线圈。
自耦变压器具有体积小、分量轻、成本低等优点，广泛应用于电力系统、电子设备和通信系统等领域。
二、原理自耦变压器由一个共用线圈和两个独立线圈组成。
其中，共用线圈既可以作为输入线圈，也可以作为输出线圈，而独立线圈则只能作为输出线圈。
当输入电压施加在共用线圈上时，通过磁耦合作用，会在独立线圈上产生感应电压。
这个感应电压可以是降低或者升高的电压，取决于输入线圈与输出线圈的匝数比。
三、工作过程1. 降压模式：当输入电压施加在共用线圈上时，共用线圈的匝数较多，独立线圈的匝数较少。
根据变压器的匝数比公式，输出电压将会降低。
这种模式常用于电力系统中，将高压输送路线上的电压降低，以适应低压负载设备的需求。
2. 升压模式：当输入电压施加在共用线圈上时，共用线圈的匝数较少，独立线圈的匝数较多。
根据变压器的匝数比公式，输出电压将会升高。
这种模式常用于电子设备和通信系统中，将低压电源升高，以满足特定设备的工作电压要求。
四、优点1. 体积小：自耦变压器由于惟独一个共用线圈，相比传统变压器体积更小，适合于空间有限的场合。
2. 分量轻：自耦变压器的线圈数量较少，因此分量较传统变压器更轻，方便携带和安装。
3. 成本低：由于自耦变压器的线圈数量较少，创造成本相对较低，适合于大规模生产。
五、应用领域1. 电力系统：自耦变压器常用于电力系统中，用于降低或者升高输送路线上的电压，以适应不同负载设备的需求。
2. 电子设备：自耦变压器常用于电子设备中，用于升高或者降低电源电压，以满足设备的工作电压要求。
3. 通信系统：自耦变压器常用于通信系统中，用于升高或者降低电源电压，以满足通信设备的工作电压要求。
六、总结自耦变压器是一种特殊的变压器，其工作原理是利用自耦变压器的一个线圈既可以作为输入线圈，也可以作为输出线圈。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理自耦变压器是一种特殊类型的变压器，其工作原理与普通变压器有所不同。
本文将介绍自耦变压器的工作原理，匡助读者更好地理解这种设备。
一、自耦变压器的结构1.1 自耦变压器由一个共享的线圈构成，其中包括输入线圈和输出线圈。
1.2 输入线圈和输出线圈通过共享一部份线圈来实现电磁耦合。
1.3 自耦变压器的结构简单，体积小，适合在一些特殊场合使用。
二、自耦变压器的工作原理2.1 输入电压通过输入线圈传入自耦变压器。
2.2 一部份电压经过共享的线圈传递到输出线圈。
2.3 输出线圈输出经过变压的电压，实现电压的升降变换。
三、自耦变压器的优点3.1 自耦变压器在一些特殊场合下能够实现较好的功率传输效率。
3.2 自耦变压器结构简单，成本较低。
3.3 自耦变压器具有一定的过载能力，能够适应一些特殊工作环境。
四、自耦变压器的应用领域4.1 自耦变压器常用于一些需要较高功率传输效率的场合。
4.2 自耦变压器可用于电力系统中的电压升降变换。
4.3 自耦变压器还可用于一些特殊的电子设备中，如电源适配器等。
五、自耦变压器的注意事项5.1 在使用自耦变压器时，需注意输入输出线圈之间的绝缘，避免发生短路等故障。
5.2 自耦变压器在工作过程中可能会产生一定的磁场干扰，需注意对周围环境的影响。
5.3 在设计自耦变压器时，需根据具体的工作要求和环境条件进行合理的设计和选材。
通过以上介绍，相信读者对自耦变压器的工作原理有了更深入的了解。
自耦变压器作为一种特殊的变压器，具有独特的优点和应用领域，能够在一些特殊场合发挥重要作用。
在使用和设计自耦变压器时，需要注意一些细节和注意事项，以确保设备的正常工作和安全性。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理一、概述自耦变压器是一种特殊的变压器，它通过共用一部份线圈来实现电压的变换。
自耦变压器具有体积小、分量轻、成本低等优点，在电力系统、电子设备和通信领域得到广泛应用。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理。
二、自耦变压器的结构自耦变压器由一个共用线圈和两个独立线圈构成。
共用线圈即为自耦线圈，它既作为输入线圈也作为输出线圈。
独立线圈分别为输入线圈和输出线圈。
自耦线圈上有一个接线点，称为自耦点，用于实现电压变换。
三、自耦变压器的工作原理1. 输入电压传递当输入电压施加在输入线圈上时，根据自耦原理，输入电压的一部份会通过自耦点传递到输出线圈上，实现电压的变换。
具体而言，当自耦点与输入线圈的某一点相连时，输入电压的一部份会传递到输出线圈的对应位置。
2. 输出电压变换根据自耦原理，输出电压与输入电压之间的变换关系可以通过自耦点的位置来调节。
当自耦点接近输入线圈的一端时，输出电压较低；当自耦点接近输出线圈的一端时，输出电压较高。
自耦点的位置决定了输出电压的大小。
3. 自耦变压器的工作模式自耦变压器有两种工作模式：升压模式和降压模式。
- 升压模式：当自耦点接近输出线圈的一端时，输出电压高于输入电压，实现电压的升压。
- 降压模式：当自耦点接近输入线圈的一端时，输出电压低于输入电压，实现电压的降压。
四、自耦变压器的特点1. 体积小、分量轻：由于自耦变压器共用一部份线圈，所以相对于普通变压器，它的体积更小、分量更轻。
2. 成本低：自耦变压器的线圈数量较少，创造成本相对较低。
3. 效率高：自耦变压器的功率损耗较小，效率较高。
4. 可靠性高：自耦变压器结构简单，故障率较低，可靠性较高。
五、自耦变压器的应用1. 电力系统：自耦变压器广泛应用于电力系统中，用于电压的升降、电能的传输和分配。
2. 电子设备：自耦变压器在电子设备中用于电压的变换和隔离，保护电子元器件免受电压波动的影响。
3. 通信领域：自耦变压器在通信设备中用于电压的变换和隔离，确保信号的传输质量。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理引言概述：自耦变压器是一种常见的电力设备，广泛应用于电力系统中。
它具有简单的结构和高效的能量转换特性，因此在电力传输和电子设备中得到了广泛的应用。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理。
一、自耦变压器的基本原理1.1 自耦变压器的结构自耦变压器由一个共用的线圈构成，该线圈上有两个绕组，一个是输入绕组，另一个是输出绕组。
输入绕组与输出绕组通过少量的匝数相互连接。
自耦变压器的结构相对简单，由于惟独一个线圈，因此体积小、分量轻。
1.2 自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当输入绕组上的电流变化时，会在绕组中产生磁场。
由于输入绕组和输出绕组通过少量的匝数相互连接，因此输出绕组上也会感应出电动势。
这样，输入绕组和输出绕组之间就建立了一个电磁耦合。
1.3 自耦变压器的能量转换当输入绕组上的电流变化时，电磁耦合会导致输出绕组上的电压发生变化。
根据电磁感应定律，输出绕组上的电压与输入绕组上的电流成正比。
因此，自耦变压器可以实现电压的升降变换。
当输入绕组上的电压较高时，输出绕组上的电压就会较低，反之亦然。
二、自耦变压器的应用领域2.1 电力系统中的应用自耦变压器在电力系统中时常用于电压的调整和稳定。
通过自耦变压器，可以将输送电力的电压升高或者降低到合适的电压等级，以适应不同的用电需求。
同时，自耦变压器还可以提供电力系统中的电力隔离功能。
2.2 电子设备中的应用自耦变压器在电子设备中也有广泛的应用。
例如，它可以用于电源适配器中，将输入电压转换为适合电子设备工作的电压。
此外，自耦变压器还可以用于电子设备中的隔离和阻抗匹配。
2.3 电气控制系统中的应用在电气控制系统中，自耦变压器可以用于调整机电的起动和运行电压。
通过改变自耦变压器的绕组连接方式，可以实现机电的多速调节和正反转。
三、自耦变压器的优势和局限性3.1 优势自耦变压器相对于普通变压器具有体积小、分量轻的优势。
此外，由于惟独一个线圈，自耦变压器的损耗较低，效率较高。
第七章自耦变压器ppt课件
精选
3
自耦变压器
A
X
单相自耦变压器
精选
绕组ax是一、二次侧
a
共用的，称为公共绕
铁心 组，其匝数为N2 。
与公共绕组串联的绕
组 Aa ， 称 为 串 联 绕 绕组 组，其匝数为N1 。
绕 组 Aa 与 ax 的 绕 向
x
相同。
4
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(1)
实例：假设图示
双绕组变压器
精选
a
x
6
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(3)
首先分析双绕组 变压器电流方向。
I&1
A
忽略励磁电流则：
a
N1I& 1N2I& 2 0
I&2
X
x
原副边电流符号相 反：当原边电流在
原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕
组中从非同名端流向同名端！
精选
7
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(4)
值称为效益系数 k x y
绕组容量 额定容量 – 传导容量
效益系数 k x y
= ———— = ——————————
额定容量
额定容量
kxy
U1I1U2I1 U1I1
1 1
kA
A
E&1
a
绕组容量 UAaI1NkxySNA U & 1
E& 2
x
实例: kA1.1, kxy0.091X
2010200 V A 0 .0 9 0 9 2 2 0 0 2 0 0 V A
U & 2 E & 2 k A I & Z a x E & 1 E & 2 k A I & Z a x① ① 代入U & 1I& 1 Z A aI& Z a xE & 1E & 2 得 U & 1 U & 2 I & 1 Z A a I & Z a x(k A 1 )
自耦变压器原理
自耦变压器原理
自耦变压器，又称为自变压器，是一种具有单一绕组的变压器。
其原理与普通变压器相似，但只有一个绕组同时兼具两种功能：提供输入电压和输出电压。
自耦变压器的绕组将输入和输出线圈共享，形成一个绕组上的两个线圈。
其中一个是输入线圈，另一个是输出线圈。
输入电压施加在整个绕组上，而输出电压只是绕组的一部分。
基本工作原理是通过绕组上的两个接线点来选择输出电压。
输出电压视所选接线点的位置而定。
当接线点靠近输入侧时，输出电压较高；当接线点靠近输出侧时，输出电压较低。
自耦变压器的设计和使用具有以下优点：
1. 尺寸较小：由于只有一个绕组，自耦变压器通常比普通变压器更小巧。
2. 较高效率：由于只有一个绕组，自耦变压器的功率损耗较小，因此具有较高效率。
3. 降低成本：相对于普通变压器，自耦变压器的制造和维护成本较低。
4. 自耦效应：自耦变压器的绕组上的自耦效应可以用于实现电路中的其他功能，例如隔离、匹配阻抗等。
需要注意的是，自耦变压器的设计和使用也存在一些限制和风险：
1. 输出电压与输入电压之间的转换比（变压比）有限制，通常不能实现较大的变换。
2. 输入侧和输出侧没有完全的电气隔离，存在一定的潜在电气风险，需要谨慎使用。
总而言之，自耦变压器是一种相对简单且经济实用的变压器设计，适用于一些低功率应用场合。
其原理基于一个绕组同时提供输入和输出电压的特点，通过选择不同的接线点来实现不同的输出电压。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理自耦变压器是一种常用的电力变压器，它具有简单的结构和高效的能量转换特性。
在本文中，我们将详细介绍自耦变压器的工作原理。
1. 自耦变压器的结构自耦变压器由一个共用匝数的绕组构成，即主绕组和副绕组共用一部份匝数。
主绕组通常包括输入绕组和输出绕组，而副绕组则是通过主绕组的一部份匝数来实现的。
自耦变压器的结构如下图所示：[图1：自耦变压器结构示意图]2. 自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于电磁感应定律和自感现象。
当输入绕组（主绕组）中通过交流电流时，产生的磁场会穿透绕组中的铁芯，并感应出副绕组中的电动势。
由于主绕组和副绕组共用一部份匝数，所以副绕组中的电动势与主绕组中的电动势是相互关联的。
当自耦变压器工作在变压器模式下时，输入绕组的电压和电流会通过铁芯传递到输出绕组，实现电能的传输。
此时，自耦变压器的变比为输出电压与输入电压之比。
当自耦变压器工作在自感模式下时，输入绕组的电流会通过铁芯感应出自感电动势，并产生反向电压。
这种自感电动势的作用类似于电感元件，可以起到滤波和稳压的作用。
3. 自耦变压器的特点自耦变压器具有以下几个特点：3.1 高效能量转换由于自耦变压器的绕组共用一部份匝数，减少了绕组的电阻和电感，从而提高了能量转换的效率。
3.2 体积小、分量轻相比于普通变压器，自耦变压器的结构更加简单紧凑，因此具有更小的体积和更轻的分量。
3.3 成本低由于自耦变压器的结构简单，创造成本相对较低。
3.4 调压范围广自耦变压器可以通过调整输入绕组和输出绕组的匝数比例来实现不同的输出电压，因此具有较大的调压范围。
4. 自耦变压器的应用自耦变压器广泛应用于各种电力系统和电子设备中，常见的应用包括：4.1 电力变压器自耦变压器可以用于电力系统中的电能传输和电压调整，常见于电力变电站和输电路线。
4.2 电子设备自耦变压器可以用于电子设备中的电源变换和稳压，常见于电视机、计算机、音响等设备。
4.3 变频器自耦变压器可以用于变频器中的电压变换和频率调整，常见于交流机电的调速控制。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理自耦变压器是一种特殊类型的变压器，它在电力系统中起着重要的作用。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理，包括其结构、原理、应用以及优缺点。
一、自耦变压器的结构自耦变压器由一个共同的绕组构成，该绕组上有两个引出端子，分别称为主绕组和自绕组。
主绕组通常由较多的匝数组成，而自绕组则由较少的匝数组成。
这两个绕组通过磁耦合实现能量传递。
二、自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于磁耦合和自感现象。
当主绕组通电时，它产生的磁场会通过铁芯传递到自绕组，从而在自绕组中产生感应电动势。
这个感应电动势会导致自绕组中的电流流动，从而实现能量传递。
自耦变压器的工作原理可以通过下面的公式表示：V1/V2 = N1/N2其中，V1和V2分别表示主绕组和自绕组的电压，N1和N2分别表示主绕组和自绕组的匝数。
根据这个公式，我们可以看出，自耦变压器可以实现不同电压之间的变换。
三、自耦变压器的应用自耦变压器在电力系统中有多种应用，其中最常见的是用于电压变换和电流变换。
1. 电压变换：自耦变压器可以将高电压变为低电压，或者将低电压变为高电压。
这在电力系统中非常有用，可以满足不同设备对电压的需求。
2. 电流变换：自耦变压器可以将高电流变为低电流，或者将低电流变为高电流。
这在电力系统中同样非常重要，可以满足不同设备对电流的需求。
此外，自耦变压器还可以用于控制电流和实现电力传输。
四、自耦变压器的优缺点自耦变压器相比普通变压器具有以下优点：1. 尺寸小：由于只有一个绕组，自耦变压器的尺寸相对较小，适用于空间有限的场合。
2. 成本低：相比普通变压器，自耦变压器的制造成本较低。
3. 效率高：由于只有一个绕组，自耦变压器的能量传输效率较高。
然而，自耦变压器也存在一些缺点：1. 绝缘困难：由于主绕组和自绕组共用一部分绕组，因此绝缘难度较大，需要采取特殊的绝缘措施。
2. 短路风险：由于主绕组和自绕组之间通过磁耦合实现能量传递，一旦发生短路，可能会导致严重的故障。
(完整版)自耦变压器原理
自耦变压器原理随着工业的不断发展，除了普通双绕组电力变压器外，相应地出现了适用于各种用途的特殊变压器，虽然种类和规格很多，但是其基本原理与普通双绕组变压器相同或相似，不再作一一讨论。
本文主要介绍较常用的自耦变压器的工作原理。
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，自耦变压器原副边有直接电的联系，它的低压线圈就是高压线圈的一部分。
通信线路的防护设备中也会使用自耦变压器等保护设备。
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。
自耦变压器是根据电磁感应现象中的自感现象制成的，它主要作用调节电压高低。
自感电动势是由于通过线圈本身的电流产生变化，使得穿过线圈的磁通发生变化而引起线圈两端产生的电动势。
因为感应电动势的高低与线圈的匝数成正比例，所以整个线圈中的局部绕组产生的电动势一定低于全部绕组产生的电动势。
如果把局部绕组和全部绕组分别作为初级和次级，就构成了自耦变压器。
同样，改变两部分绕组的匝数比也就改变了变压比。
自耦变压器结构简单，成本低。
制成的自耦调压器、自耦降压补偿器等被广泛使用。
但是由于自耦变压器的初、次级在电路上没有实现隔离，安全性能不高。
所以在要求使用安全电压的场所，被禁止使用自耦变压器。
、自耦变压器工作原理1．结构特点及用途前面叙述的变压器，其一、二次绕组是分开绕制的，它们虽装在同一铁心上，但相互之间是绝缘的，即一、二次绕组之间只有磁的耦合，而没有电的直接联系。
这种变压器称为双绕组变压器。
如果把一、二次绕组合二为一，使二次绕组成为一次绕组的一部分，这种只有一个绕组的变压器称为自耦变压器，如图所示。
可见自耦变压器的一、二次绕组之间除了有磁的耦合外，还有电的直接联系。
由下面的分析可知，自耦变压器可节省铜和铁的消耗量，从而减小变压器的体积、重量，降低制造成本，且有利于大型变压器的运输和安装。
自耦变压器工作原理
自耦变压器工作原理自耦变压器是一种常见的电力变压器，它具有简单、经济、高效的特点，被广泛应用于各种电力系统中。
本文将详细介绍自耦变压器的工作原理及其相关知识。
一、自耦变压器的基本结构自耦变压器由一个共用线圈构成，该线圈既承担了输入端（主线圈）的功能，也同时承担了输出端（副线圈）的功能。
它由一个绕组和一个铁芯组成。
绕组：自耦变压器的绕组分为主绕组和副绕组。
主绕组是输入端，负责接收电源输入的电流。
副绕组是输出端，负责输出变压后的电流。
铁芯：铁芯是自耦变压器的磁路部分，它起到集中磁场、传递磁能的作用。
常见的铁芯材料有硅钢片、铁氧体等。
二、自耦变压器的工作原理自耦变压器的工作原理基于电磁感应定律。
当主绕组中有电流通过时，会在铁芯中产生一个磁场。
这个磁场会穿过整个铁芯，并通过副绕组。
由于主绕组和副绕组是共用线圈，所以副绕组中也会有电流产生。
根据电磁感应定律，当磁场发生变化时，会在绕组中产生感应电动势。
因此，主绕组中的电流变化会导致副绕组中的电流变化。
自耦变压器的变压原理是根据绕组的匝数比例来实现的。
主绕组和副绕组的匝数比例决定了变压器的变比。
变比是指主绕组和副绕组的匝数之比。
根据变压器的变比公式，可以计算出输出电压和输入电压之间的关系。
自耦变压器的工作原理还涉及到自感和互感的概念。
自感是指绕组中的电流变化产生的感应电动势作用于自身的现象。
互感是指绕组中的电流变化产生的感应电动势作用于其他绕组的现象。
在自耦变压器中，主绕组和副绕组之间存在互感现象，而自感现象主要发生在主绕组中。
三、自耦变压器的应用自耦变压器具有许多应用领域，包括电力系统、电子设备、通信系统等。
1. 电力系统：自耦变压器常用于电力系统中的变电站、配电站等场所。
它可以实现电压的升降，满足不同电力设备的需求。
2. 电子设备：自耦变压器被广泛应用于各种电子设备中，如计算机、电视机、音响等。
它可以提供稳定的电压输出，保证设备正常工作。
3. 通信系统：自耦变压器在通信系统中起到隔离和匹配信号的作用。
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jI X 、 E jI X E s13 1 13 s 23 2 23
1
互漏磁通感应电动势说明：
2'
二次绕组电流 生的与一次绕组交链 在一次 的互漏磁 s12 绕组中感应电动势 E s 21
产 I 2
s12
E s 21
I2
3
'
2
jI X E s 21 2 21
3）容量关系
S NA U1I1 (U Aa U 2 ) I1 U Aa I1 U 2 I1 S电磁 S传导
实例: 原边输入容量
A
I1
E 1
I2
I U 2
U 1
a
E 2
X
A
E 1
x
220 10 2200VA
双绕组变压器原边输入容量
20 10 200VA
①
① 代入 U
得
Z IZ E E I 1 1 Aa ax 1 2
U I Z IZ (k 1) U 1 2 1 Aa ax A
I (k 1) I 1 A
2 U1 U 2 I1Z Aa I1Z ax (k A 1) 2 U I [ Z Z (k 1) ] 2 1 Aa ax A
' 22 2 ' 33
' ' U2 k12U2 , U3 k13U 3
X k12 X 22 , X k13 X 33
2
' ' R2 k122 R2 , R3 k132 R3
优点： 比双绕组电力变压器省材料，成本低，效率
高。
kA
越接近1,
kxy
越小, 电磁容量(绕组
容量)越小, 节材效果越明显.
缺点： 1）短路阻抗标幺值比双绕组小，短
路电流较大。
2）由于自耦变压器原副边有电的直
接联系，高压边过电压时，低压边也
产生严重的过电压，两边均需要装设
避雷器。
7.2 三绕组变压器
E E U 1 1 2
A
E 1
如果原边施加 220V ， U 1 则绕组电势仍为20V与
E 2
a
x
200V 。副边输出电 压 200V 。
X
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(6)
与双绕组变压器类似， 原绕组 ，V 220 A 10 A 时，副绕组 1 A 。于是负 200V ， 载电流 11A 。
变比：主磁通在三个绕组感应主磁电势之比等 于变比，总共三个变比。
U 1
N1
N1 U1 k12 N2 U 2
k13 N1 U1 N3 U3
U 2
N2
U 3
N3
k23
N2 U 2 N3 U 3
参数归算（归算到一次侧）：
1 1 ' ' I2 I 2 , I3 I3 k12 k13
a
E 2
X
x
1.电压、电流和容量关系
1）原、副边的方程式
A
I1
E 1
U I Z IZ E E 1 1 Aa ax 1 2 IZ U E 2 ax 2
X
I2
I U 2
U 1
a
E 2
x
自耦变压器变比：（若忽略漏阻抗压降）
0 ），则： 若忽略励磁电流（ I 0
N IN 0 I 1 1 2
2）磁动势平衡及电流关系 N I 1 1 I (k 1) I 1 A N2
I I I k I 2 1 1 A
结论：自耦变压器负载运行时，原、副边 电压之比近似等于副、原边电流之 比，这点与双绕组变压器一样。
磁动势平衡：
N I N I F 0 N1I 1 2 2 3 3 0
主磁通感应电动势可表示为：
、E 、E E 01 02 03
自漏磁通感应的电动势可表示为：
jI X 、 E jI X 、 E jI X E s1 1 11 s2 2 22 s3 3 33
I Z U 2 1 kA
ZkA Z Aa Zax (k A 1)2
I 1
Rk
jX k
' U2
U 1
ZL
3.短路试验及短路阻抗（不要求）
1）低压侧短路，高压侧进行短路试验：
A
U k
X
I k
N1
Z Aa
a
A
U k
I k Z Z (k 1)2 Aa ax A
高压绕组
100 100 100
中压绕组
100 50 100
低压绕组
100 100 50
通常以最大的绕组容量命名三绕组变压器的 额定容量SN。
I1
1
2
'
m
N2
N1
s1
s12 s 2
s 23
s31 s 3
N3
I2
2
3'
1
'
3
I3
三、基本分析方法和思路
A
I U 1
X
仅仅绕组改接法，双绕组变压器可以变为自耦 变压器，功率可以增大数倍甚至十倍！
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(2)
分析从双绕组变压器到自耦变压器哪些量改变了，哪 些量没有变化? (主要分析原副边电压与电流的变化情况)
A
a
N2
A
U 1
X
N1
U 2
I1
I
I2
a
x
U 1
X
原边输入容量
220 10 2200VA
副边输出容量
200 11 2200VA
原副边电流实际方向示意图
二、自耦变压器基本方程
(要求：参考下图与上述物理概念学习自行推导)
A
U 1
I1
I
A
I1
E 1
I2
U 2
a x
X
I2
I U 2
U 1
a
x
U 1
x
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(3)
首先分析双绕组 变压器电流方向。
A
忽略励磁电流则：
I1
I2
a
x
N I 0 N1I 1 2 2
X
原副边电流符号相 反：当原边电流在 原绕组中从同名端流向非同名端，则副边电流在副绕 组中从非同名端流向同名端！
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(4)
一、结构特点
每个铁心柱上套有三个不同电压级别的绕组， 通常高压绕组放在最外层，低压绕组或中压绕组 放在内层。
低
中
高
中
低
高
压
压
压
压
压
压
二、用途及绕组容量问题
三绕组变压器可以直接连接三个不同电压等级的电网。 一般工作情况下，三绕组的任意一个（或两个） 绕组都可以作为原绕组，而其它的两个（或一个）则
为副绕组。
U1 E1 E2 ( N1 N2 ) kA 1 U2 E2 N2
2）磁动势平衡及电流关系
为串联绕组磁 根据全电流定律，励磁磁动势 F 0 之和，即： N 与公共绕组磁动势 IN 动势 I
1 1
2
N IN I (N N ) I 1 1 2 0 1 2
第七章 自耦变压器、 三绕组变压器和互感器
第7章 自耦变压器、 三绕组变压器和互感器
7.1 自耦变压器
一次侧和二次侧共用一部分绕组的变压 器称为自耦变压器。
一、结构特点与用途
自耦变压器实质上是一个单绕组变压器，原、 副边之间不仅有磁的联系，而且还有电的直接联 系。 自耦变压器每一个铁心柱上套着两个绕组， 两绕组串联，绕向一致。
原副绕组电流
,I , I 1
当原边电流从同名端 流向非同名，则副绕 组电流从非同名端流 向同名端！ 副边实际电流则等于 原副绕组电流之和。 忽略励磁电流
A
I1
I
I2
a
x
U 1
X
N I 0 N1I 1 2
原副边电流实际方向示意图
实例分析：从双绕组变压器到自耦变压器(5)
联结成自耦变压器， 空载时:
N 2 Z ax
x
X
在自耦变压器高压侧做短路试验测得的短路阻抗实际 值和把串联绕组作为一次绕组、公共绕组作为二次绕 组时短路测得的短路阻抗实际值相等。
ZkA Z Aa Zax (k A 1) Zk
2
由于自耦变压器的阻抗基 准值和相应的双绕组变压 器阻抗基准值之比为 1 kxy
Z NA ZN U1N I1N U Aa I1N N1 N 2 1 N1 k xy
U k
x
I k
U k
X
' kA
U 1 2 k Z 2 [Z Aa Z ax (k A 1) ] I kA k
把公共绕组作为一次绕组、串联绕组作为二次绕组时 短路测得的短路阻抗为：
U N2 2 1 2 ' k Zk Z ax ( ) Z Aa Z ax ( ) Z Aa I N1 kA 1 k
自耦变压器
A
绕组 ax是一、二次侧 a 共用的，称为公共绕 铁心 组，其匝数为N2 。 与公共绕组串联的绕 组 Aa ， 称 为 串 联 绕 绕组 组，其匝数为N 。 1
x
单相自耦变压器
X