专题十五 自耦变压器（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

专题十五 自耦变压器（教案）-河北省对口升学《电机与变压器》（第5版）(高教社）专题复习讲练测

一、考纲解读

1.要求学生能准确描述自耦变压器的结构特点，明确其与普通变压器的结构区别，能结合变压原理说明 “为何共用绕组可实现电压变换”。

2.需掌握变压比公式在自耦变压器中的应用，能根据实际需求初步选择或计算绕组匝数比；同时能区分不同类型自耦变压器的适用场景，解决简单的实际应用问题。

3.强调 “安全使用” 是职高技能考核的重点，要求学生牢记自耦变压器原副边有电的联系，使用时必须可靠接地，禁止用于人身直接接触的安全供电回路，确保操作规范与安全意识达标。

4.能根据具体设备或场景，判断其中自耦变压器的原理，并简要分析选择的原因。

二、知识点梳理

一、自耦变压器的结构

普通变压器一次、二次绕组之间由磁通相互联系起来,依据法拉第电磁感应定律称之为互感现象,也称互耦现象。根据法拉第电磁感应定律所讲的自感现象制成的变压器,称为自感变压器,也称自耦变压器,其应用范围很广泛。自耦变压器的特点在于:其一次、二次绕组之间不仅有磁的联系,而且也有电的直接联系。

自耦变压器与普通变压器相似,也是主要由铁心和一次、二次绕组两部分组成。所不同的是,一次、二次绕组共用一个线圈绕组,如图3-8所示。

如果绕组中间的抽头做成可滑动接触的就可构成一个电压可调的自耦变压器。通常将这类可调的自耦变压器称为自耦调压器,如图 3-9 所示。

二、自耦变压器的原理

1.自耦变压器的原理接线图

自耦变压器可以看作是由一台双绕组变压器改接而成的。设双绕组变压器一次、二次绕组的总匝数为 N1,二次绕组匝数为N2,额定电压分别为 U1N、U2N,额定电流分别为I1N、I1N,根据变压器原理,变比

若将这台双绕组变压器一次、二次绕组按图 3-10 所示串联起来,便成为一台自耦变压器。N2既属于一次绕组的一部分,同时也是二次绕组的组成部分,称为公共绕组，N1称为一次绕组。

自耦变压器可用于升压,也可用于降压。图3-10所示为降压自耦变压器原理接线图。若将电源和负载对调,就成为升压自耦变压器。

2.自耦变压器的工作原理

如果在自耦变压器一次绕组上加上电压U,若不考虑绕组的电阻压降和漏抗压降,绕组内有电流通过,铁心内就产生交变的磁通Φm ,在一次绕组 N1，中产生感应电动势E1,这个电动势与外加电压U1相平衡,即

从上式可以看出,自耦变压器的容量由两部分组成,其中S2=U2N∆I 是借助电磁感应从一次绕组传递到二次绕组的视在功率,即为绕组容量,也称电磁容量。而S=UL则是通过电路的直接联系从一次绕组传递到二次绕组的视在功率,称为传导容量。传递这一部分功率不需要增加绕组的容量。这就是自耦变压器绕组容量小于其额定容量,即小于一般双绕组变压器绕组容量的根本原因。变比越接近于1,传导容量越大,绕组容量越小。这是自耦变压器独有而一般双绕组变压器所没有的特点。

三、自耦变压器的类型、用途及使用时的注意事项

自耦变压器既可降压又可升压,还可调相位。实训室中广泛使用的是单相自耦调压器,输人电压为 220 V,输出电压可在 0~250V之间调整。型号常见的有 TDG 系列自耦调压变压器,其规格数据见表 3-3。

自耦变压器常用的几种接线形式如图 3-12 所示。

自耦变压器可接成固定升压形式,如图 3-12(a)所示。可接成固定降压形式,如图 3-12(b)所示。可接成可升可降的一般调压形式,如图3-12(c)所示。这几种形式与双绕组变压器没有本质区别。但变相调压和串联调压则不同,特作如下说明。

(1)变相调压

将一台单相自耦变压器的输出公共端切断,将输出端焊在中心 110 V抽头处作输出端子,如图 3-12(d)所示。调压器的功能就发生了变化,动触头调到中心点的上端或下端虽然都能进行调压,但电压相位相反,彼此相差 180°。