电机起动器第 10 部分：自耦变压器

什么是自耦变压器？

在电机启动连接中，连接中部署了自耦变压器 ，以降低启动过程中施加到电机的电压。请记住，提供给电机的电流和电压成正比，因此电压的降低意味着电流的降低。因此，可以使用许多技术来降低输入到感应电动机的电压。部署变压器就是其中一种方法。

降低的电压提供给电机，直到其达到预期运行速度。一旦达到速度，降低的电压将使用主电源的全电压线路重新连接到电机。 使用由特殊次级和初级铜绕组组成的普通降压变压器无法实现此功能。所使用的变压器具有单个铜绕组，用作输入和输出。

自耦变压器具有 大量用作输出的编带。通常，这些输出编带连接在 50% 到 80% 的电压之间。这些胶带提供了用于电机触发的不同级别的电压。其操作简单、经济，与其他类型的变压器相比重量密度低。自耦变压器启动器确实需要困难的布线，因为它具有三个用于连接电机的端子。

自耦变压器电动机起动器的主要目的是降低电动机的初始起动电流与变压器平方的电压比。

自耦变压器的启动原理

图 1.自耦变压器启动器的电路图。图片由西蒙·穆戈提供

上图是自耦变压器启动电路图。该电路有开关 1、2 和 3。为了启动电机，开关 1 和 2 应处于闭合模式。闭合开关 1 和 2 时，通过自耦变压器为电机提供较低的电压。该电压作为到达静止位置电机的输入电流的限制。该动作还会降低电机的扭矩。电动机逐渐加速，直至达到电动机扭矩和负载扭矩平衡且电动机达到稳定转速的程度。

此时，开关 2 断开，电动机暂时处于较低电压，因为自耦变压器绕组的行为就像与电动机串联的电感器。这里开关 1 和 3 连接起来为电动机提供全电压。电动机的速度进一步增加至额定速度。到此位置，软启动完成，电机达到满载。现在，自耦变压器的用途很长一段时间不需要，因此通过开关1将其断开。现在直接通过所连接的三相电压向电机供电。要停止电机，必须松开设计的开关3。

自耦变压器起动器的优点和缺点

优点

使用自耦变压器起动器的优点如下。

变压器有助于限制浪涌电流

由于自耦变压器提供不同且适当的绕线以满足您的设计要求，因此可以调整启动电压。

自耦变压器使用较少的励磁电流。

与电机的电流相比，这些类型的起动器的电源电流较小。

该技术解决了启动阶段长的问题。它被认为是适合此类目的的。

对于每个提供的电流，都会达到扭矩。

此类变压器的制造成本较低，因为其构造中使用的铜较少。

与传统启动器相比，自耦变压器启动器具有更高的效率。

它们提供更好的电压调节功能。

缺点

以下是自耦变压器启动器的局限性。

自耦变压器具有非常低的功率因数

由于自耦变压器的参与，自耦变压器电路在某种程度上是复杂且相当昂贵的。

启动器在某种程度上更大，因此不能在访问受限的机器中使用。

自耦变压器的应用

一种降低感应电机启动器电压的好装置

很好的小工具，可用作长输电线路终点处的增强器，从而能够补偿所经历的高损耗。

适用于特定类型的荧光灯灯具。

一些电气设备，尤其是测试实验室中的电气设备，利用自耦变压器来很好地发挥其功能。

它们用于提高电路输入电压

它们还用作交流馈线领域的升压器，使系统能够达到所需的电压水平

滑环和鼠笼感应 电机的激活

用于互连系统，以在所需的阈值电压下运行。

自耦变压器电机启动器的要点

直接在线电机启动器 会消耗过多的电流和电压，因此不太适合启动松鼠规格电机，这导致自耦变压器启动器在启动感应电机中的使用越来越多。

使用自耦变压器将启动电机的电压降低到安全值。电压降低意味着电流减少，因为它们成正比。

自耦变压器有多个电压分接，电压范围在 50% 到 80% 之间，从而为电机提供不同量的输出电压。

启动器电路具有标记为 1、2 和 3 的三个开关，它们控制电机何时应在有限电压或全电压下运行。

自耦变压器启动器的优点包括限制浪涌电流、调节启动电压、更少的励磁电流、更好的电压调节等等。

其缺点包括功率因数低、成本较高以及尺寸较大导致的空间限制。

自耦变压器用途广泛，例如滑环和鼠笼感应电机启动、点亮荧光灯、交流馈线、电路升压器、传输线升压器等等。