自耦变压器采用降压启动的工作原理是什么?

    自耦变压器降压启动是一种用于大功率电动机的启动方法，通过降低启动时的电压来减小启动电流，从而避免对电网和设备的冲击。其工作原理如下：

   1. 基本结构

自耦变压器是一种特殊的变压器，其绕组和二次绕组共用一部分线圈（即两者之间存在电气连接）。在降压启动中，自耦变压器通常设计有多个抽头（如65%、80%等），提供不同的输出电压比例。

   2. 启动过程

（1）启动阶段

• 降压：电动机启动时，通过接触器切换电路，将自耦变压器接入电源与电动机之间。此时，电源电压（如380V）经过自耦变压器的抽头降压（例如降至65%×380V≈247V）后供给电动机。

• 限流：由于电压降低，电动机的启动电流（IstIst）与电压成比例减小（Ist∝UIst∝U）。同时，自耦变压器的侧电流（电网侧电流）进一步减小，因为变压器变比作用（电流 I1=I2/kI1=I2/k，kk为变比）。

  举例：若直接启动电流为600A，采用65%抽头时：

  • 电动机侧电流：600A × 65% = 390A；

  • 电网侧电流：390A × 65% ≈ 253A（仅为直接启动的42%）。

（2）运行阶段

• 切换全压：当电动机转速接近额定转速（通常达到80%~90%转速）时，通过时间继电器或电流继电器控制接触器动作，切除自耦变压器，将电动机直接接入电网全压运行。

• 退出电路：自耦变压器仅在启动时短时工作（通常不超过1分钟），启动完成后完全脱离电路，避免长期通电损耗。

    3. 关键作用

• 降低启动电流：电网侧电流可降至直接启动的k2k2倍（kk为抽头比例，如0.652=0.42）。

• 减小机械冲击：降压启动降低了电动机的启动转矩（T∝U2T∝U2），适合对机械负载冲击要求严格的场合。

• 灵活性：通过选择不同抽头（如50%、65%、80%）平衡启动电流与转矩需求。

    4. 对比其他降压启动方式

• 优于星-三角启动：自耦变压器启动的电压选择更灵活（星-三角固定为57%电压），且适用于非三角形接法的电机。

• 缺点：自耦变压器体积大、成本高，且需维护。