理论教育 理想自耦变压器优化方案

理想自耦变压器优化方案

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:此外它和一般变压器相比,自耦变压器的初、次级不仅有磁耦合而且还传导耦合。图6-35为典型的理想自耦变压器示意图,其中,图6-35为降压自耦变压器,图6-35为升压自耦变压器。因此,在电隔离不要求的场合,一般用自耦变压器取代一般的变压器。例6-19图6-37所示电路为自耦变压器,求、和;提供给负载的复功率。

理想自耦变压器优化方案

自耦变压器(Autotransformer)只有一个带中间抽头的连续绕组,中间抽头相当于初级和次级之间的连接点。中间抽头常常是可调整的,用以提供所需要的匝数比,使电压升高或降低。这样,接在自耦变压器上的负载能得到可变的电压。自耦变压器是功率转换器的一种,与传统的两个绕组的变压器相比,它主要的优点就是能传送较大的视在功率,比等效的双线圈变压器的体积小、重量轻。此外它和一般变压器相比,自耦变压器的初、次级不仅有磁耦合而且还传导耦合。由于初级和次级绕组都在同一个绕组中,没有了电隔离功能,这是它的不足。

图6-35为典型的理想自耦变压器示意图,其中,图6-35(a)为降压自耦变压器,图6-35(b)为升压自耦变压器。由于理想变压器的公式对理想自耦变压器同样也适用,因此可利用理想变压器中一些结论来讨论理想自耦变压器的伏安关系。

图6-35 自耦变压器

(a)降压自耦变压器;(b)升压自耦变压器

对于图6-35(a)降压自耦变压器,利用理想变压器的伏安关系,得到初、次级的电压关系是

因为理想自耦变压器同样没有功率损耗,所以初级和次级绕组中的复功率是一样的,即有

式(6-54)用有效值表示为

所以,初级、次级的电流关系为

对于图6-35(b)升压自耦变压器,同理,可求得

例6-18 已知图6-36(a)所示电路为双绕组变压器,图6-36(b)所示电路为自耦变压器,分别求它们的额定功率值。

图6-36 例6-18图

解 对于双绕组变压器,如图6-36(a)所示,其额定功率为

S1=U1I1=240×0.2=48VA 或 S2=U2I2=12×4=48VA(www.daowen.com)

对于自耦变压器,如图6-36(b)所示,其额定功率为

S1=U1I1=240×4.2=1008VA

S2=U2I2=252×4=1008VA

可见,在自耦变压器每个绕组的电压和电流与双绕组变压器的电压和电流相同的情况下,自耦变压器的额定功率是双绕组变压器的21倍。因此,在电隔离不要求的场合,一般用自耦变压器取代一般的变压器。

例6-19 图6-37所示电路为自耦变压器,(1)求;(2)提供给负载的复功率。

解 (1)这是一个升压自耦变压器,因此有

图6-37 例6-19图

所以有

所以有

在中间抽头处应用KCL有

(2)提供给负载的复功率为

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