【摘 要】為保證金屬資源的可持續(xù)發(fā)展，大力研究自耦變壓器有十分重要的現(xiàn)實意義。本文主要介紹自耦變壓器的容量計算，對自耦變壓器的原理以及自耦變壓的優(yōu)點進(jìn)行論述，最后再根據(jù)舉例，對自耦變壓器的容量進(jìn)行系統(tǒng)的分析。

【關(guān)鍵詞】自耦變壓器;容量計算;原理

0.引言

自耦變壓器是一、二次邊共用一部分繞組，可以實現(xiàn)升壓或者降壓變化的電力變壓器。與普通變壓器相比，普通變壓器的原、副繞組之間只有磁的聯(lián)系而沒有電路上的聯(lián)系，而自耦變壓器的原、副繞組之間不僅有磁的聯(lián)系而且還有電路上的直接聯(lián)系?？偟膩砜?，自耦變壓器不僅減少了原材料的使用，更有利于磁電之間的聯(lián)系。

1.自耦變壓器的結(jié)構(gòu)原理分析

自耦變壓器可以由一臺雙繞組變壓器演變過來。設(shè)有一臺雙繞組變壓器，原、副繞組匝數(shù)分別為N1和N2，額定電壓為U1N和U2N，額定電流為I1N和I2N，其變比為K=N1 /N2≈U1N/U2N.如果保持兩個繞組的額定電壓和額定電流不變，把原繞組和副繞組順極性串聯(lián)起來作為新的原邊。而副繞組還同時作為副邊，它的兩個端點接到負(fù)載阻抗ZL，便演變成了一臺降壓自耦變壓器。

從繞組的作用看，繞組ax供高、低壓兩側(cè)共用，叫做公共繞組；而繞組Aa則與公共繞組串聯(lián)后供高壓側(cè)使用，叫做串聯(lián)繞組。

自耦變壓器的變比為：Ka===K+1

式中：K=為雙繞組變壓器的變比。

與雙繞組變壓器相比，在變壓器額定容量(通過容量)相同時，自耦變壓器的繞組容量(電磁容量)比雙繞組變壓器的小；變壓器硅鋼片和銅線的用量與繞組的額定感應(yīng)電動勢和通過的額定電流有關(guān)，也就是和繞組的容量有關(guān)，現(xiàn)在自耦變壓器的繞組容量減小了，當(dāng)然所用的材料也少了，從而可以降低成本；由于銅線和硅鋼片用量減少，在同樣的電流密度和磁通密度下，自耦變壓器的銅耗和鐵耗以及激磁電流都比較小，從而提高了效率；由于銅線和硅鋼片用量減少，自耦變壓器的重量及外形尺寸都較雙繞組變壓器小，即減小了變電所的廠房面積和運輸安裝的困難；反過來說，在運輸條件有一定限制的條件下，即變壓器的外形尺寸有一定限制的條件下，自耦變壓器的容量可以比雙繞組變壓器的大，即提高了變壓器的極限容量；效益系數(shù)越小。

通過以上分析，自耦變壓器的變比越接近1就越好，一般以不超過2為宜。此外，如果變比太大，高、低壓相差懸殊，由于自耦變壓器原、副邊有電路上的連接，會給低壓邊的絕緣及安全用電帶來一定的困難，所以，自耦變壓器適用于原、副邊電壓變比不大的場合。

2.自耦變壓器的基本方程

2.1電流關(guān)系

按照全電流定律，自耦變壓器的激磁磁動勢m應(yīng)等于串聯(lián)繞組的磁動勢W與公共繞組的磁動勢W之和?？紤]到激磁電流是由電源供給的，它流經(jīng)的匝數(shù)為N+N

3.自耦變壓器的容量分析

自耦變壓器的額定容量(又叫通過容量) 和繞組容量(又叫電磁容量)二者是不相等的，通過容量用 SaN 表示，指的是自耦變壓器總的輸入或輸出容量。 由電源通過變壓器傳到負(fù)載的輸出容量可分為兩部分：一部分是繞組的電磁容量，它是通過Aa段繞組和ax段繞組之間電磁感應(yīng)傳過去的；另一部分為傳導(dǎo)容量，可以看做電流通過傳導(dǎo)直接達(dá)到負(fù)載。后一部分容量不需要增加繞組容量，也是雙繞組變壓器所沒有的，自耦變壓器之所以有一系列優(yōu)點，就在于它的副邊可以直接向電源吸收傳導(dǎo)功率。

舉例分析計算自耦變壓器的容量，將一臺5kVA、220V/110V的單相變壓器接成220V/330V的升壓自耦變壓器。

4.結(jié)論

自耦變壓器是一種適應(yīng)原、副邊電壓變比不大的場合，然而原、副邊沒有電的隔離，所以應(yīng)用也有一定的范圍。本文從自耦變壓器的容量問題入手，采用一定的例子，對容量計算問題有一定的了解。 [科]

【參考文獻(xiàn)】

［１］湯蘊繆.電機學(xué)(第四版)[M].北京:機械工業(yè)出版社.2011.