一个自耦变压器如何工作-如何制造

自耦变压器是一种电气变压器，它只由一个单独的、连续的、非隔离的绕组组成，在绕组的各个点上都有抽头端子。与市电交流相对应的抽头之间的绕组段应用于市电交流电源，而剩余的抽头根据其绕组比来获得所需的输出电压。

这些输出电压的范围可能从高于输入电源和低于输入市电交流的水平，这取决于相关分接点的绕组匝数比。

“自动”这个词的灵感来自于希腊词“自我”，它指的是一个单独的绕组线圈在整个变压器中运行，而不涉及任何类型的自动机制。

在自耦变压器中，单个连续绕组的抽头部分作为变压器的一次绕组和二次绕组。

自耦变压器和降压变压器的区别

通常，在任何标准降压变压器中，我们会发现两个完全独立的绕组线圈，主要绕组和次要绕组的形式是电气隔离的，但磁耦合到彼此，如下所示。

在这里，绕组在一次绕组和二次绕组之间的比率决定了通过磁感应在两个绕组之间传递的电压和电流的量。

意思是，假设初级电源的匝数是次级电源的10倍，那么在初级电源供电的220v交流电将在次级电源上产生10倍的降压，等于220v /10 = 22v。

类似地，如果在二次侧施加一个22v交流电，将导致在一次侧产生一个升压220v。

与此相反，在自耦变压器中，有一个单独的连续绕组，分为不同的电压分峰，这些分峰决定了整个绕组的不同电压水平，如下所示。

所有这些抽头都不是电隔离的，但可以像我们的标准变压器一样通过磁激励，根据抽头之间的绕组比例，在各个部分实现比例的电压和电流共享。

如何制作自耦变压器

除了二次侧，自耦变压器可以使用与普通降压变压器相同的计算方法来构建。

事实上，制造自耦变压器比标准变压器容易得多，因为在这里我们可以消除二次侧绕组，而使用单次300v或400v连续绕组。

所以基本上，遵循以下文章中解释的所有步骤，只是跳过二次侧计算，只实现初级220v侧计算。

蜿蜒的细节

使用400v作为初级电压，1安培作为电流。一旦缠绕，你可以在绕组的不同间隔上接上抽头，以获得所需的升压或降压电压。

自耦变压器的优缺点

在自耦变压器绕组中，我们通常至少有3个抽头作为输出端。

由于单绕组同时起一次和二次作用，自耦变压器比典型的双绕组传统降压变压器具有体积小、重量轻、价格便宜等优点。

然而，自耦变压器的缺点在于，它的绕组输出与交流电源电隔离，当触碰开关在ON状态时，可能造成致命的冲击。

自耦变压器的其他优点包括:降低泄漏电抗，降低损耗，降低励磁电流，并提高VA额定值，适用于任何尺寸和体积。

应用程序

自耦变压器应用的一个很好的例子是漫游器的电压转换器，它使漫游器能够将230v的电器连接到120伏的电源上，或者相反。

具有多个输出抽头的自耦变压器可用于调整扩展配电电路末端的电压，以抵消任何多余的压降。同样的情况可以通过电子开关电路自动控制。

这通常通过一个AVR或一个自动电压调节器来实现，它通过继电器或三极管自动切换自耦变压器的各个分接头，以补偿线路电压变化的输出。

它是如何工作的

如上所述，自耦变压器只包括一个绕组和两个终端。

中间可能有一个或多个端子作为分接点，通过分接点获得升压/降压。在自耦变压器中，我们发现线圈的一次(输入)部分和二次(输出)部分的匝数是相同的。

这部分绕组由两个主绕组和副绕组共享，通常称为“公共段”。

然而，绕组从这个“公共段”延伸出去的部分或不与主次段共享的部分通常被称为“串联段”。

主(输入)电源电压通过两个适当的端子连接，其额定值或规格与输入电源范围相对应。

二次(输出)电压由一对端子或抽头获得，其中一个特定的端子通常是共同的，对输入和输出电压端子。

在自耦变压器中，由于整个单绕组的规格是一致的，所以它的volts-per-turn在所有的点上也是一样的。这意味着，在每个抽头部分感应的电压将与其匝数成比例。

由于线圈和铁芯之间的磁感应，电压和电流将在线圈之间成比例地增加或减少，这取决于匝数。

例如，较低的分接点将显示相对于公共地线的电压降低和电流增加，而较高的分接点将显示相对于公共地线的电压更高和电流更小。

在串联区段的最顶端抽头将显示高于输入电源电压的电压。

然而，输入和输出的功率转移将是相同的。也就是说，电压和电流的乘积，或者vxi，对于输入和输出部分总是相等的。

如何计算电压和匝数

由于电压、电流和匝数在本质上是成比例的，所以计算安培、电压和匝数的公式由下面给出的简单通用公式决定:

N1/ n2 = v1 / v2 = i1 / i2

让我们看看下面的例子。在计算自耦变压器时，至少要有两个参数在手，以确定剩余的参数。

这里，我们有匝数和自耦变压器的一次或输入侧的电压，但我们不知道输出侧或负载侧的参数。

现在，假设我们想让输出侧的N7点击通过220v的输入交流产生300v的交流，因此，我们可以用以下简单的方式计算:

N1 / N7 = V1 / V7

500 / N7 = 220/300

N7 = 500 x 300 / 220 = 681匝。

这意味着，如果N7绕组有681匝，它将产生所需的300 V，当一个输入220v交流应用。

类似地，如果我们想让线圈N2产生24v的电压，那么这部分的攻丝的匝数可以使用相同的公式计算:

N1、N2 = V1 / V2

500 / N2 = 220/24

24 x 500 = 220 x N2

N2 = 500 x 24 / 220 = 55匝

如何计算电流额定值

为了计算自耦变压器输出侧的额定电流，我们同样必须知道220v侧绕组的额定电流。假设这是2安培，那么通过N7绕组的电流可以使用以下基本功率公式计算:

V1 x I1 = V7 x I7

220 × 2 = 300 × I7

I7 = 220 x 2 / 300 = 440 / 300 = 1.46安培。

这表明，在一个自动变压器，或任何类型的变压器，输出瓦数是理想的，几乎等于输入瓦数。

如何将普通变压器转换为自耦变压器

正如在这篇文章的前几段所讨论的，一个普通变压器包含两个单独的绕组，它们是电气隔离的，形成各自的初级和次级侧。

由于两个绕组侧是电气隔离的，因此不可能从这些变压器产生定制的升压和降压交流市电电压，这与自耦变压器不同。

然而，只要对装置稍加修改，一台普通变压器就可以在相当大的程度上变成一台自耦变压器。为此，我们只需要将主侧导线与次侧导线按s格式互连，如下图所示:

在这里，我们发现一个普通的25-0-25 V / 220v降压变压器被转换成一个方便的小自耦变压器，只需连接相关的二次/一次导线。

一旦电线以显示的方式连接，修改后的自耦变压器允许用户从相关的输出电线获得升压市电220 + 25 = 245交流V，或降压市电220 - 25 = 195交流V输出。