自耦变压器设计
一. 自耦变压器的定义
绕组间具有电磁及电气连接的变压器称为自耦变压器。
自耦变压器的优.缺点：
优点：体积小，成本低，传输功率大，效率比普通变压器高，电压调整率比普通变压器低。
缺点：由于绕组间具有公共的连接点，电磁及电气有连接，所以不能作为隔离变压器使用。
二. 自耦变压器设计原则：
自耦变压器的设计应按照电磁感应传递的功率即结构容量（也就是铁芯功率）来设计，而不是按其传递容量即输出功率P 来设计。
三. 自耦变压器的特点：
特点：公共绕组的电流是初.次级电流之差. 四. 自耦变压器的结构容量计算： 1. 升压式
如图一所示,0----U1输入,0----U2输出,功率P . 初级电流I1=P/U1 次级电流I2=P/U2 公共绕组电流为I1-I2 设计输入: 初级输入电压：U1
次级输出电压：U2-U1 次级输出电流：I2
结构容量V AB=(U2-U1)×I2=U2I2-U1I2=P-U1×P/U2=P ×(1-U1/U2) 结构容量相等的公式: U1×(I1-I2)=(U2-U1)×I2=P ×(1-U1/U2) 例题1: 0---100V 输入,0----120V 输出,功率为600V A 的自耦变压器. 解: 初级电流I1=600/100=6A
次级电流I2=600/120=5A 公共绕组电流I1-I2=6A-5A=1A
结构容量V AB=P ×(1-U1/U2)=600×(1-100/120)=100V A 结构容量相等: 100V ×1A=20V ×5A=100V A
设计输入: 初级输入电压：100V
次级输出电压：20V 次级输出电流：5A
2. 降压式
如图一所示,0----U1输入,0----U2输出,功率P . 初级电流I1=P/U1 次级电流I2=P/U2 公共绕组电流为I2-I1
设计输入: 初级输入电压：U1-U2
次级输出电压：U2 次级输出电流：I2-I1
结构容量V AB=U2×(I2-I1)=U2I2-U2I1=P-U2×P/U1=P ×(1-U2/U1) 结构容量相等的公式: U2×(I2-I1)=(U1-U2)×I1=P ×(1-U2/U1) 例题2: 0---120V 输入,0----100V 输出,功率为600V A 的自耦变压器. 解: 初级电流I1=600/120=5A
次级电流I2=600/100=6A 公共绕组电流I2-I1=6A-5A=1A
结构容量V AB=P ×(1-U2/U1)=600×(1-100/120)=100V A 结构容量相等: 100V ×1A=20V ×5A=100V A 设计输入: 初级输入电压：100V
次级输出电压：20V 次级输出电流：5A
例题3: 自耦变压器0V~187V~220V ，187V 抽头电流为120A
解：设公共绕组0~187V 电流为I1，187~220V 段电流为I2， 则： I1+I2=120A
根据结构容量相等公式有：187I1=33I2 得出：I1=18A I2=102A 设计输入: 初级输入电压：33V
次级输出电压：187V 次级输出电流：18A
例题4 自耦变压器0~110V 输入，输出176V ，253V ，功率350V A.
解：当110V 输入，176V 输出时，0~110V 段电流I1=350/110-350/176=1.2A 110V~176V 段电流I2=350/176=2A
当110V 输入，253V 输出时，0~110V 段电流I1=350/110-350/253=1.8A 110V~253V 段电流I2=350/253=1.38A
则0~110V 段最大电流为1.8A ，110V~176V 段最大电流为2A ，176V~253V 段最大电流为1.38A 根据结构容量V AB=P ×（1-U1/U2），所以在110V 输入，253V 输出时结构容量最大 设计输入：初级输入电压：110V
次级输出电压：66V 次级输出电流：1.38A 次级输出电压：77V 次级输出电流：1.38A 每段线径应该根据每段过的最大电流选取！
零点飘移例题
当6-4输入230V ，5-4输出200V 6-3输入230V ，5-3输出205V 6-2输入230V ，5-2输出210V 6-1输入230V ，5-1输出215V 以上条件下，抽头5电流总是32A 。
解：首先通过电压比算出匝数比，
6-4=230V 5-4=200V 时，有 匝数比 N1：N2=200：30，设N1=200n ，则N2=30n 6-3=230V 5-3=205V 时，有 匝数比 （N1+N3）：N2=205：25， 得出N3=46n 6-2=230V 5-2=210V 时，有 匝数比 （N1+N3+N4）：N2=210：20，得出N4=69n 6-1=230V 5-1=215V 时，有 匝数比 （N1+N3+N4+N5）：N2=215：15，得出N5=115n N1-N5段匝数比为 200：30：46：69：115 再算出每段最大电流：
根据前面所述公式： N2段最大电流I2=32×215/230=29.9A N1段最大电流I1=32×30/230=4.2A N3段最大电流I3=32×25/230=3.5A
0V
110V 176V
253V
1
2345
6
N4段最大电流I4=32×20/230=2.8A
N5段最大电流I5=32×15/250=2.1A
根据结构容量V AB=P×（1-U1/U2），所以在6-4=230V输入，5-4=200V输出时结构容量V AB最大
设计输入：初级输入电压：200V
次级输出电压：30V 次级输出电流：32×200/230=27.8A
次级输出电压：46V 次级输出电流：0.001A
次级输出电压：69V 次级输出电流：0.001A
次级输出电压：115V 次级输出电流：0.001A
每段线径应该根据每段过的最大电流选取！
另可以设计输入：初级输入电压：200V
次级输出电压：30V 次级输出电流：32×200/230=27.8A
次级输出电压：230V(46+69+115)次级输出电流：0.001A 此段线径跟初级取一致
此设计材料成本要比前面贵，但方便制作！。