电机学课堂讲义第五部分变压器8h 上海交通大学电气工程系EE SJTU 第二十三讲特种变压器 重点：自耦变压器，仪用变压器，多绕组变压器，铁心柱主磁通相等且受饱和影响，电磁平衡关系 难点：漏磁电感折算，多绕组变压器标么值系统的基值选取 问题：自耦变压器与双绕组变压器有何异同？电压互感器和电流互感器各有什么特点？ 1、自耦变压器 自耦变压器因输出电压稳定主要用于交流电机起动，具有滑动触头的调压电源等。自耦变压器只有 一个绕组，但工作时分成独立和公共两部分绕组，可以看成是双绕组变压器经过一定方式连接而 成，如图1和2所示。 (1)基本结构 将双绕组变压器一次侧与二次侧绕组串联就获得单绕组自耦变压器，其中 个绕组为公共绕组，一个为独立绕组。两个绕组可以有加极性和减极性两种 不同串联方式，可以采用升压或降压运行方式，公共绕组可以是双绕组变压 图1双绕组变压器 器的一次侧或二次侧，这样共有六种不同的组合连接方式。通常自耦变压器 采用加极性降压连接且二次侧为公共绕组。 1 12 (2)变比 定义自耦变压器的变比为一次侧绕组匝数与二次侧绕组匝数之比。对于升压 自耦变压器变比小于1，而降压自耦变压器的变比大于1。) X (3)额定值与容量 假设双绕组变压器一次侧绕组N匝，额定电压U,额定电流Iw,二次侧绕 图2自耦变压器 组N2匝，额定电压U2然，额定电流I2x。组成加极性降压自耦变压器，一次侧绕组有N+2匝，二次侧公 共绕组有2匝，那么自耦变压器的变比为1+NN2。由于变压器绕组的电势与电压接近，因此自耦变 压器额定状态的主磁通与双绕组变压器一样，但产生主磁通的空载电流与自耦变压器的连接方式有 关。降压自耦变压器两个绕组加极性串联，匝数比单个绕组多，因此自耦变压器的空载电流比双绕 组变压器小。升压自耦变压器空载时只有一个绕组励磁，因此空载电流与双绕组变压器一样（假设 公共绕组在双绕组变压器中为一次侧)。 在忽略激磁电流条件下，线圈下，和线圈N2产生的电流满足磁势平衡关系，而串联电压是同极性相加。 一次侧额定电压UaUx+2,额定电流I1a=Iw,二次侧额定电压U2a-U2w,额定电流I2a=I1w+I2。因 此，自耦变压器的容量Sa=U1aIia=U2axI2a=Sx+U2xIiw=ka/(k。-1)Sx。加极性自耦变压器的容量等于双绕组 变压器的容量与直接传递的容量（公共绕组的电压与独立绕组电流乘积）之和。 (4)基本方程 双绕组变压器一次侧和二次侧电压和电流的下表用数字，而自耦变压器的电压和电流下表增加字母 α，这样根据图2所示的电流和电压方向得到 自耦变压器一次侧电压方程 Uo=U U2a U=ZIo-E 二次侧电压方程 U2=-ZI2+E2, U2d=-U2 绕组电势关系 E=kE2 1电机学课堂讲义 第五部分 变压器 8h 上海交通大学电气工程系 EE SJTU 1 第二十三讲 特种变压器 重点：自耦变压器，仪用变压器，多绕组变压器，铁心柱主磁通相等且受饱和影响，电磁平衡关系 难点：漏磁电感折算，多绕组变压器标幺值系统的基值选取 问题：自耦变压器与双绕组变压器有何异同？电压互感器和电流互感器各有什么特点？ 1、自耦变压器 自耦变压器因输出电压稳定主要用于交流电机起动，具有滑动触头的调压电源等。自耦变压器只有 一个绕组，但工作时分成独立和公共两部分绕组，可以看成是双绕组变压器经过一定方式连接而 成，如图1和2所示。 （1）基本结构 将双绕组变压器一次侧与二次侧绕组串联就获得单绕组自耦变压器，其中一 个绕组为公共绕组，一个为独立绕组。两个绕组可以有加极性和减极性两种 不同串联方式，可以采用升压或降压运行方式，公共绕组可以是双绕组变压 器的一次侧或二次侧，这样共有六种不同的组合连接方式。通常自耦变压器 采用加极性降压连接且二次侧为公共绕组。 （2）变比 定义自耦变压器的变比为一次侧绕组匝数与二次侧绕组匝数之比。对于升压 自耦变压器变比小于1，而降压自耦变压器的变比大于1。 （3）额定值与容量 假设双绕组变压器一次侧绕组N1匝，额定电压Ｕ1N，额定电流I1N，二次侧绕 组N2匝，额定电压Ｕ2N，额定电流I2N。组成加极性降压自耦变压器，一次侧绕组有N1+N2匝，二次侧公 共绕组有N2匝，那么自耦变压器的变比为1＋N1/N2。由于变压器绕组的电势与电压接近，因此自耦变 压器额定状态的主磁通与双绕组变压器一样，但产生主磁通的空载电流与自耦变压器的连接方式有 关。降压自耦变压器两个绕组加极性串联，匝数比单个绕组多，因此自耦变压器的空载电流比双绕 组变压器小。升压自耦变压器空载时只有一个绕组励磁，因此空载电流与双绕组变压器一样（假设 公共绕组在双绕组变压器中为一次侧）。 在忽略激磁电流条件下，线圈N1和线圈N2产生的电流满足磁势平衡关系，而串联电压是同极性相加。 一次侧额定电压Ｕ1aN=U1N+U2N，额定电流I1aN=I1N，二次侧额定电压Ｕ2aN=U2N，额定电流I2aN=I1N+I2N。因 此，自耦变压器的容量SaN=U1aNI1aN=U2aNI2aN=SN+U2NI1N=ka/(ka-1)SN。加极性自耦变压器的容量等于双绕组 变压器的容量与直接传递的容量（公共绕组的电压与独立绕组电流乘积）之和。 （4）基本方程 双绕组变压器一次侧和二次侧电压和电流的下表用数字，而自耦变压器的电压和电流下表增加字母 a，这样根据图2所示的电流和电压方向得到 自耦变压器一次侧电压方程 ! U1a = U1 + U2a ， ! U1 = Z1I1a " E1 二次侧电压方程 ! U2 = "Z2I2 + E2， ! U2a = "U2 绕组电势关系 ! E1 = kE2 A X a x i1a a x X A i2 i2a u1a u2a 图1 双绕组变压器 图2 自耦变压器