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摘要： 自耦变压器是一种特殊变压器，应用也很广泛。介绍将单相普通双绕组变压器改接成自耦变压器的方法，通过对实验数据的分析，可以方便的总结出自耦变压器的特点。
关键词： 自耦变压器；双绕组变压器；改接
中图分类号：TM401.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710071－01
0 引言
单相普通双绕组变压器的两个绕组之间只有磁的联系，而无电的联系，如图1所示。如果将单相普通双绕组变压器进行改接，把两个绕组串联起来作为高压绕组，而原来的低压绕组不变就变成了自耦变压器，如图2所示。可以看到，自耦变压器的一、二次绕组之间除了有磁的联系，还有电的直接连接，而且低压绕组是高压绕组的一部分。
1 自耦变压器的电压、电流和容量关系
将一台单相双绕组变压器改接成自耦变压器。双绕组变压器的额定值为：U1N=220V，I1N=1.82A，U2N=110V，I2N=3.64A，SN=400VA。改接之后的自耦变压器与原来的普通双绕组变压器相比有何不同呢？可以通过实验数据来总结。实验电路如图3所示。
1）实验数据一：自耦变压器空载运行，电压之间的关系：
通过以上数据可以看出，U1=UAX+U2（忽略测量误差）， 电压与匝数成正比。自耦变压器一次侧的额定电压为U1N=UAXN+U2N=220+110=330V，变比ka=U1N/U2N=3。数据说明，同一台变压器作为自耦变压器使用时，电压等级提高了。反过来说，如果一台普通变压器与一台自耦变压器所加电压相等，那么自耦变压器的铁心截面一定小（电压决定磁通）。
2）实验数据二：自耦变压器带负载运行，电流之间的关系：
通过以上数据可以看出：I2=I1+I（忽略测量误差），关系符合基尔霍夫电流定律。对于普通变压器，二次绕组中的电流与输出电流相等，而自耦变压器二次绕组中的电流I小于输出电流I2。反过来说，如果一台普通变压器与一台自耦变压器的输出电流相等，那就意味着自耦变压器二次绕组的导线要细。另外还可以看出，输出电流由两部分构成：一部分是传导电流I1，是由于一二次侧有电的直接连接而传导到二次侧的电流；另一部分是由于电磁感应的作用而传导到二次侧的电流I。
3）容量关系：原来的双绕组变压器的额定容量是400VA，改接后的自耦变压器额定容量变为：
包括传导容量和电磁容量两部分，可以看出：同一台变压器改接成自耦变压器后额定容量提高了。很显然增加的200VA的容量是传导容量，而传导容量是不需要额外的铁心和绕组的。反过来说，相同容量的一台普通变压器与一台自耦变压器相比，自耦变压器的体积一定会小。还可看出：传导容量占额定容量的 ，如果想让自耦变压器更经济一些，传导容量占的比重就大一些，即变比越接近1越经济。一般，变比的范围在1.25～2之间。
2 自耦变压器的特点
通过以上分析可以看出，自耦变压器的优点主要有：与同容量的双绕组变压器相比，节省材料；由于用料省，铜损耗和铁损耗都小，运行效率高；体积小，重量轻，便于制造和运输，占地面积小。另外，自耦变压器的短路阻抗要小，所以运行时稳定性较好。
需要说明的是：只有在变比小于2的时候，上述优点才明显。
自耦变压器的主要缺点有：原、副边有电的联系，当高压侧过电压时会引起低压侧严重过电压；另外由于自耦变压器短路阻抗小，限制短路电流能力差。所以继电保护整定和过电压保护相对双绕组变压器复杂。
3 自耦变压器的应用及使用注意事项
自耦变压器主要用图有：电网中的联络变压器，用于联络电压等级相近的电网；实验室的手动调压器；异步电动机的降压起动用设备等。
自耦变压器使用时应注意由于一、二次有直接的电连接，有跨级漏电危险，所以不能用作安全隔离变压器；还应注意火线和零线不能接反，否则可能发生触电事故。
4 结语
本文通过实验的方法，将改接后的自耦变压器与原来的双绕组变压器进行对比，实验数据直观的反映了自耦变压器的电压、电流和容量關系，系统的阐述了自耦变压器的优缺点、应用场合及使用注意事项，符合人们的认知规律，为初学者学习自耦变压器提供了一种新的方法。
参考文献：
[1]刘景峰，电机与拖动基础[M].中国电力出版社，2006.
[2]徐宁、王之伟、黄俊辉，自耦变压器推广应用的技术经济分析，中国电力[J].2010年，07期.
作者简介：
宋慧欣（1981-），女，汉族，助教，保定电力职业技术学院教师，研究方向：电机技术应用。
关键词： 自耦变压器；双绕组变压器；改接
中图分类号：TM401.1 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2011）0710071－01
0 引言
单相普通双绕组变压器的两个绕组之间只有磁的联系，而无电的联系，如图1所示。如果将单相普通双绕组变压器进行改接，把两个绕组串联起来作为高压绕组，而原来的低压绕组不变就变成了自耦变压器，如图2所示。可以看到，自耦变压器的一、二次绕组之间除了有磁的联系，还有电的直接连接，而且低压绕组是高压绕组的一部分。
1 自耦变压器的电压、电流和容量关系
将一台单相双绕组变压器改接成自耦变压器。双绕组变压器的额定值为：U1N=220V，I1N=1.82A，U2N=110V，I2N=3.64A，SN=400VA。改接之后的自耦变压器与原来的普通双绕组变压器相比有何不同呢？可以通过实验数据来总结。实验电路如图3所示。
1）实验数据一：自耦变压器空载运行，电压之间的关系：
通过以上数据可以看出，U1=UAX+U2（忽略测量误差）， 电压与匝数成正比。自耦变压器一次侧的额定电压为U1N=UAXN+U2N=220+110=330V，变比ka=U1N/U2N=3。数据说明，同一台变压器作为自耦变压器使用时，电压等级提高了。反过来说，如果一台普通变压器与一台自耦变压器所加电压相等，那么自耦变压器的铁心截面一定小（电压决定磁通）。
2）实验数据二：自耦变压器带负载运行，电流之间的关系：
通过以上数据可以看出：I2=I1+I（忽略测量误差），关系符合基尔霍夫电流定律。对于普通变压器，二次绕组中的电流与输出电流相等，而自耦变压器二次绕组中的电流I小于输出电流I2。反过来说，如果一台普通变压器与一台自耦变压器的输出电流相等，那就意味着自耦变压器二次绕组的导线要细。另外还可以看出，输出电流由两部分构成：一部分是传导电流I1，是由于一二次侧有电的直接连接而传导到二次侧的电流；另一部分是由于电磁感应的作用而传导到二次侧的电流I。
3）容量关系：原来的双绕组变压器的额定容量是400VA，改接后的自耦变压器额定容量变为：
包括传导容量和电磁容量两部分，可以看出：同一台变压器改接成自耦变压器后额定容量提高了。很显然增加的200VA的容量是传导容量，而传导容量是不需要额外的铁心和绕组的。反过来说，相同容量的一台普通变压器与一台自耦变压器相比，自耦变压器的体积一定会小。还可看出：传导容量占额定容量的 ，如果想让自耦变压器更经济一些，传导容量占的比重就大一些，即变比越接近1越经济。一般，变比的范围在1.25～2之间。
2 自耦变压器的特点
通过以上分析可以看出，自耦变压器的优点主要有：与同容量的双绕组变压器相比，节省材料；由于用料省，铜损耗和铁损耗都小，运行效率高；体积小，重量轻，便于制造和运输，占地面积小。另外，自耦变压器的短路阻抗要小，所以运行时稳定性较好。
需要说明的是：只有在变比小于2的时候，上述优点才明显。
自耦变压器的主要缺点有：原、副边有电的联系，当高压侧过电压时会引起低压侧严重过电压；另外由于自耦变压器短路阻抗小，限制短路电流能力差。所以继电保护整定和过电压保护相对双绕组变压器复杂。
3 自耦变压器的应用及使用注意事项
自耦变压器主要用图有：电网中的联络变压器，用于联络电压等级相近的电网；实验室的手动调压器；异步电动机的降压起动用设备等。
自耦变压器使用时应注意由于一、二次有直接的电连接，有跨级漏电危险，所以不能用作安全隔离变压器；还应注意火线和零线不能接反，否则可能发生触电事故。
4 结语
本文通过实验的方法，将改接后的自耦变压器与原来的双绕组变压器进行对比，实验数据直观的反映了自耦变压器的电压、电流和容量關系，系统的阐述了自耦变压器的优缺点、应用场合及使用注意事项，符合人们的认知规律，为初学者学习自耦变压器提供了一种新的方法。
参考文献：
[1]刘景峰，电机与拖动基础[M].中国电力出版社，2006.
[2]徐宁、王之伟、黄俊辉，自耦变压器推广应用的技术经济分析，中国电力[J].2010年，07期.
作者简介：
宋慧欣（1981-），女，汉族，助教，保定电力职业技术学院教师，研究方向：电机技术应用。