自耦变压器是由三柱式铁心,三相公共线圈,三相串联线圈(调压线圈)组成,采用分级绝缘,公共线圈在里侧,串联线圈在外侧。其原理接线如图(2)所示,X为自耦变压器中性点,接电源一侧为一次侧(端子 A 、X)输出电能一侧为二次侧(端子a、X),A-a 称为串联线圈匝数用 表示;a -X 称为公共线圈匝数,用 W2表示。
可知一次侧与二次侧变比为:
k=( W1+W2)/W2 = U1/U2 (1)
自耦变压器由一次侧传输到二次侧的全部容量称为通过容量,当忽略变压器损耗时通过容量即为变压器的额定容量(本文以后提到容量为通过容量 用S表示)。
S= U1L1 ≈ U2L2 =U2L1 + U2La (2)
(2)式中第一项 是由电源直接传导到副边的能量叫"传导容量"以 表示,式中第二项 是由电磁感应传导到副边的能量叫"电磁容量"以 表示,则 S= Saa + Sax (3)
由(1)(2)(3)可得出电磁容量:
Sax=(1-1/k)S ( 4 )
由(4)式可知通过容量中有(1-1/k)是由电磁感应作用传递的,1/k部分是由直接电传导作用而传递的。因为在设计变压器时,变压器的结构、尺寸、重量等主要是由电磁容量决定的所以常把自耦变压器公共绕组的电磁容量叫做"制造容量" "计算容量"或"结构容量"
在一定通过容量下,自耦变压器变比k越接近1直接传导容量所占比重越大,电磁容量和结构尺寸越小,经济效益越明显,对于10KV馈线自动调压器来说,调压范围为0~20%时,最大制造容量为 =(1-1/1.2)S=0.167S(即制造容量为0.167倍的通过容量)。因为制造容量很小,与容量相同的电力变压器进行比较,自耦变压器耗材少、体积小、损耗低、效率高。