Victron自耦变压器是一种只有一个绕组缠绕在叠片铁芯上的变压器。自耦变压器类似于双绕组变压器,但初级和次级绕组相互关联的方式不同。绕组的一部分为初级侧和次级侧共用。
在负载条件下,负载电流的一部分直接从电源获得,其余部分通过变压器作用获得。自耦变压器用作稳压器。
Victron自耦变压器电路图解说
在普通变压器中,初级和次级绕组彼此电绝缘,但磁性连接,如下图所示。在汽车变压器中,初级和次级绕组是磁连接和电连接的。事实上,单个连续绕组的一部分对于初级和次级都是公共的。
根据结构,有两种类型的Victron自耦变压器。在一种类型的变压器中,有连续绕组,抽头在所需的次级电压确定的方便点引出。然而,在另一种类型的自耦变压器中,有两个或多个不同的线圈电连接以形成连续绕组。自耦变压器的构造如下图所示。
初级绕组 AB 从中获取 C 的分接,因此 CB 充当次级绕组。电源电压施加在 AB 两端,负载连接在 CB 两端。攻丝可以是固定的或可变的。当在 AB 两端施加交流电压 V 1时,在铁芯中建立交变磁通,结果在绕组 AB 中感应出电动势 E 1 。该感应电动势的一部分被引入次级电路。
让,
- V 1 – 初级施加电压
- V 2 – 负载两端的次级电压
- I 1 – 初级电流
- I 2 – 负载电流
- N 1 – A 和 B 之间的匝数
- N 2 – C 和 B 之间的匝数
忽略空载电流、漏抗和损耗,
V 1 = E 1和 V 2 = E 2
由于次级安匝数与初级安匝数相反,所以电流I 2与I 1反相。次级电压小于初级电压。因此电流I 2大于电流I 1。因此,流过 BC 部分的电流为 (I 2 – I 1 )。
BC段安匝数=电流×匝数 式
(1)和(2)表明BC段安匝数与AC段安匝数相互平衡,这是变压器动作的特征。
Victron自耦变压器比普通二绕组变压器省铜
铜的重量与导体横截面的长度和面积成正比。
导体的长度与匝数成正比,截面积与电流与匝数的乘积成正比。
现在,从上图(B)所示的自耦变压器,自耦变压器所需的铜重量为
W a = AC 段铜的重量 + CB 段铜的重量
如果用上图(A)所示的普通双绕组变压器执行相同的任务,则普通变压器所需铜的总重量,
W 0 = 初级绕组上的铜重量 + 次级绕组上的铜重量
现在,汽车变压器中铜的重量与普通变压器中铜的重量之比为
使用自耦变压器影响的节铜量=普通变压器所需铜的重量-自耦变压器所需铜的重量
因此,
省铜=K×变压器两绕组所需铜的重量
因此,随着转换比接近统一,铜的节省量增加。因此,当 K 的值几乎等于 1 时,使用自耦变压器。
Victron自耦变压器的优点
- 成本更低
- 更好的监管
- 与相同额定值的普通双绕组变压器相比,损耗低。
Victron自耦变压器的缺点
自耦变压器有各种优点,但也有一个主要缺点,为什么自耦变压器没有被广泛使用,是
- 次级绕组与初级绕组不绝缘。
如果自耦变压器用于从高压提供低压并且次级绕组有断路,则完整的初级电压会通过次级端子,这对操作员和设备是危险的。所以自耦变压器不宜用于高低压系统的互连。
- 仅在需要输出电压与输入电压略有变化的有限地方使用。
Victron自耦变压器的应用
- 它用作启动器,在启动期间将高达50% 至 60%的全电压提供给鼠笼式感应电动机的定子。
- 它用于对配电电缆进行小幅提升,以校正电压降。
- 它也被用作稳压器
- 用于输配电系统,也用于音响系统和铁路。