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自耦变压器教案第1页，本讲稿共22页3 3 自耦变压器自耦变压器一、自耦变压器的结构和特点：1、自耦变压器的结构：一次侧、二次侧共用一个绕组。2、自耦变压器的特点：一次侧、二次侧绕组即有磁的联系、还有电的联系。第2页，本讲稿共22页1U11U22U12U2线圈线圈铁心铁心第3页，本讲稿共22页1U11U22U12U2U1U2I1I2N1N2I 图为图为2：自耦变压器原理图自耦变压器原理图定义：定义：如果把普通变压器的原、副绕组合并一在起，就成为只有一个绕组的变压器，其中低压绕组是高压绕组的一部分，这种变压器叫做自耦变压器。4第4页，本讲稿共22页U1 E1=4.44 f N1 mU2 E2=4.44 f N2 mE2E1U2U1=N2N1=K 1二、电压、电流与容量二、电压、电流与容量 的关系：的关系：1U11U22U12U2U1U2I1I2N1N2I由磁势平衡方程：由磁势平衡方程：N2N1I21KI2=I1=I1N1 I2N2=0 N1 一次侧一次侧1U1 与与1U2之间的匝数；之间的匝数；N2 一次侧一次侧2U1 与与2U2之间的匝数。之间的匝数。式中：式中：I1(N1-N2)-IN2=I10N10I1N1-I1N2-(I2-I1)N2 0I1N1-I1N2-I2N2+I1N2 0第5页，本讲稿共22页绕组中公共部分的电流：绕组中公共部分的电流：I=I2-I1=(K-1)I1 当K接近1时，绕组中公共部分的电流I就很小，既可节省这部分导线的截面。自耦变压器输出的视在功率（不计损耗）：S=U2 I2=U2(I+I1)=U2 I+U2 I1=S2+S2 一般变压器的一次侧二次侧都是分开绕制，虽然都装在一个铁心上，但相互是绝缘的，只有磁路上的耦合，却没有电路上的直接联系，能量是靠电磁感应传过去的，所以称为双绕组变压器。一般变压器与自耦变压器的区别在于能量传递方式上：一般变压器一般变压器1U11U22U12U2U1U2I1I2N1N2I第6页，本讲稿共22页 是1U1,1U2绕组与2U1，2U2绕组之间的电磁感应传递的能量。是通过电路直接从一次侧传递过来的。而而自耦变压器自耦变压器1U11U22U12U2U1U2I1I2N1N2I S1KU1S 2=U2 I=(K I1-I1)K1U1 I1(1-)=K1 (1-)KU1K1=I1=S1S 2 =U2 I1S 2 =U2 IS 2 =U2 I1第7页，本讲稿共22页由上式可以看出：由上式可以看出：1.靠电磁感应传递的能量占总能量的（靠电磁感应传递的能量占总能量的（1-1/K);2.从电路直接输送的能量占从电路直接输送的能量占1/K。分析：分析：当K=1时，能量全部靠电路导线传递过来；当K=2时,和 各占一半，二次侧从绕组中间引出，I=I1，绕组中公共部分的电流没有减少，省铜效果不明显；S 2S 2当K=3时,=(2/3)S2,=(1/3)S2,电路传输的能量少，而靠感应输送的能量多，且I=2I1，公共部分绕组电流增加了，导线要加粗。S 2S 2第8页，本讲稿共22页结论：结论：当变压比当变压比 K 2 时，优点不明显。时，优点不明显。自耦变压器通常工作在变压比自耦变压器通常工作在变压比 K=1.2 2 之间。之间。*通常把通常把自耦变压器的二次侧输出改成活动触头，可以自耦变压器的二次侧输出改成活动触头，可以 接触绕组中任意位置，而使输出电压任意改变。接触绕组中任意位置，而使输出电压任意改变。9三、自耦变压器的应用：三、自耦变压器的应用：1.自耦调压器：自耦调压器：（1）单相自耦调压器：第9页，本讲稿共22页U1 220VU20V图图3：自耦变压器调压过程：自耦变压器调压过程250V0250V第10页，本讲稿共22页图图3：自耦变压器调压过程：自耦变压器调压过程U1U2 220V50V250V0第11页，本讲稿共22页U1U2 220V 110V图图3：自耦变压器调压过程：自耦变压器调压过程250V0第12页，本讲稿共22页U2图图3：自耦变压器调压过程：自耦变压器调压过程U1 220V 160V250V0第13页，本讲稿共22页图图3：自耦变压器调压过程：自耦变压器调压过程 14U1U2 220V 220V250V0第14页，本讲稿共22页1W12W12V11V11U12U1图图4：三相自耦变压器原理图：三相自耦变压器原理图幻灯片 117（2）三相自耦调压器：1U12U12V12W11V11W1第15页，本讲稿共22页例题例题：在一台容量为在一台容量为15千安伏的千安伏的自耦变压器中，已知自耦变压器中，已知 U1=220V，N1=500匝。如果要想使输出电压匝。如果要想使输出电压 U2=209V，应该在线圈的，应该在线圈的什么地方抽出线头？满负载时的什么地方抽出线头？满负载时的 I1e 和和 I2e 各等于多少安？各等于多少安？解：解：（1）由公式）由公式N2N1U2U1=，可以知道抽头处，可以知道抽头处的圈数应为的圈数应为 U2U1N2=N1=220209 500=475匝匝（2）自耦变压器的效率很高，可以认为）自耦变压器的效率很高，可以认为2、自耦变压器：、自耦变压器：第16页，本讲稿共22页U1e I1e=所以满负载时的电流是所以满负载时的电流是I1e=15 10220=68.2A I2e=15 10209=71.8A原原、副边共同部分的电流副边共同部分的电流:I=71.8-68.2=3.6A16U2e I2e=Se=15 10 VA四、自耦变压器的优、缺点：四、自耦变压器的优、缺点：1优点：优点：第17页，本讲稿共22页a.自耦变压器的效率比同容量的双线圈变压器高；自耦变压器的效率比同容量的双线圈变压器高；b.节省材料、占地面积小、节约资金、减少了运输和安装节省材料、占地面积小、节约资金、减少了运输和安装困难；困难；c.自耦变压器不仅可降压也可升压，只把输入输出对调既自耦变压器不仅可降压也可升压，只把输入输出对调既可。可。第18页，本讲稿共22页2、缺点：、缺点：220V 30V190V0V220V a、因它一次侧、二次侧绕组是相通的，高压侧（电源）的电气故障会波及底压侧。底压侧要有过压保护。b、如果在自耦变压器的输入端把相线和零线接反，虽然二次侧出电压大小不变，但这时输出“零线”已变为“高电位”，非常危险。(a）正确正确 （b)错误错误 图图5：单相自耦变压器的接法：单相自耦变压器的接法 220V 30V30V0V220V第19页，本讲稿共22页1.自耦变压器不准作为安全隔离变压器用；自耦变压器不准作为安全隔离变压器用；2.使用时应正确接线；使用时应正确接线；3.外壳必须接地；外壳必须接地；4.接电源前，将手柄转到零位。接电源前，将手柄转到零位。幻灯片 119规定规定:第20页，本讲稿共22页小结：小结：n自耦变压器区别于一般变压器，原、副边电路共用一部分线圈，原、副边电路之间除了有磁的联系之外，还有直接的电的联系。n在变压器容量相同时，自耦变压器的线圈容量比双线圈变压器小，可节省硅钢片和铜线，且效率高。n可做成任意调压的自耦调压器，既可用于降压也可用于升压。n因一、二次侧绕组相通，高压侧的故障会波及低压侧，低压侧要有过电压的保护。n电源端相线和零线不得接反。21第21页，本讲稿共22页 幻灯片 122第22页，本讲稿共22页
