一、自耦變壓器降壓啟動簡述

    自耦變壓器降壓啟動是利用自耦變壓器來降低加在電動機(jī)定子繞組上的電壓,達(dá)到限制起動電流的目的。電動機(jī)起動時，定子繞組加上自耦變壓器的二次電壓。起動結(jié)束后，甩開自耦變壓器，定子繞組上加額定電壓，電動機(jī)全壓運行。

    自耦變壓器降壓起動：將自耦變壓器高壓側(cè)接電網(wǎng)，低壓側(cè)接電動機(jī)。起動時，利用自耦變壓器分接頭來降低電動機(jī)的電壓，待轉(zhuǎn)速升到一定值時，自耦變壓器自動切除，電動機(jī)與電源相接，在全壓下正常運行。這種起動方法，可選擇自耦變壓器的分接頭位置來調(diào)節(jié)電動機(jī)的端電壓，而起動轉(zhuǎn)矩比星三角降壓起動大。但自耦變壓器投資大，且不允許頻繁起動。它僅適用于星形或三角形連接的、容量較大的電動機(jī)。

    二、自耦變壓器降壓啟動原理

    啟動時，轉(zhuǎn)換開關(guān)SA扳向“啟動”位置，此時電動機(jī)定子繞組與自耦變壓器的低壓側(cè)連接，電動機(jī)進(jìn)行降壓啟動，待轉(zhuǎn)速上升到一定值時，再將SA扳向“運行”位置，這時自耦變壓器被切除，電動機(jī)定子繞組全壓運行。

    自耦變壓器降壓啟動有兩種控制：手動控制與自動控制兩種。

    1.手動控制

    手動控制所采用的補(bǔ)償器有QJ3。QJ3型啟動補(bǔ)償器的結(jié)構(gòu)圖與控制線路圖如下所示：

    QJ3型補(bǔ)償器主要由自耦變壓器、觸頭系統(tǒng)、保護(hù)裝置和操作機(jī)構(gòu)等部分構(gòu)成，控制器上，自耦變壓器的抽頭有兩種電壓可供選擇，分別是電源電壓的65%和80%(出廠時接在65%抽頭上)，可根據(jù)電動機(jī)的負(fù)載大小適當(dāng)選擇。

    保護(hù)裝置有過載保護(hù)和欠壓保護(hù)：

    欠壓保護(hù)由欠壓繼電器FV完成，

    過載保護(hù)采用雙金屬片熱繼電器。

    觸頭系統(tǒng)組成:

    觸頭系統(tǒng)包括兩排靜觸頭和一排動觸頭，均裝在補(bǔ)償器的下部，浸沒在絕緣油內(nèi)，絕緣油的作用是熄滅觸頭斷開時產(chǎn)生的電弧，上面一排觸頭叫啟動靜觸頭，它共有5個觸頭，其中3個在啟動時與動觸頭接觸，另外兩個是在啟動時將自耦變壓器的三相繞組接成星形。下面一排觸頭叫運行靜觸頭只有3個；中間一排是動觸頭，共有5個，有3個觸點用軟金屬帶連接板上的三相電源，另外兩個觸頭自行接通的。

    QJ3補(bǔ)償器工作原理如下：

    啟動時將手柄扳到“啟動”位置，電動機(jī)定子繞組接自耦變壓器的低壓繞組一側(cè)，電動機(jī)降壓啟動。

    當(dāng)轉(zhuǎn)速上升到一定值時，將手柄扳到“運行”位置，電動機(jī)定子繞組直接同三相電源相接，自耦變壓器被切除，電動機(jī)全壓運行。

    如要停轉(zhuǎn)，只要將手柄扳到“停止”位置，電動機(jī)不通電，電動機(jī)停轉(zhuǎn)。

    2.接觸器控制的自耦變壓器補(bǔ)償器降壓啟動控制線路

    主電路采用了三組接觸器觸頭KM1、KM2和KM3。

    當(dāng)KM1和KM2閉合，而KM3斷開時，電動機(jī)定子繞組接自耦變壓器的低壓側(cè)降壓啟動；

    當(dāng)KM2和KM1斷開，而KM3閉合時，電動機(jī)全壓運行。

    輔助電路采用了3個交流接觸器KM1、KM2、KM3，一個中間繼電器KA，啟動按鈕SB1，升壓按鈕SB2等。

    實現(xiàn)降壓啟動，其控制過程如下：

    當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時

    需要停轉(zhuǎn)時，只需按動停止按鈕SB3即可。

    此控制線路具有以下幾個特點：

    (1)如果發(fā)生誤操作，在沒有按動SB1按鈕的情況下，直接按動了SB2升壓按鈕，電控制線路可看出KM3線圈不會通電，電動機(jī)M無法全壓啟動。

    (2)如果接觸器KM3出現(xiàn)線圈斷線或機(jī)械卡住無法閉合時，電動機(jī)也不會出現(xiàn)低壓長期運行，原因是一旦按動了SB2按鈕，中間斷電器KA通電工作，必然使KM1線圈斷電，KM1線圈斷電必定KM2線圈也斷電，低壓啟動結(jié)束。

    (3)電動機(jī)進(jìn)入全壓運行過程中。KM3的主觸頭先閉合，而KM2主觸頭后斷開，盡管這個時間間隔很短，但是不會出現(xiàn)電動機(jī)間隙斷電，也就不會出現(xiàn)第二次啟動電流。

    (4)電路的缺點是，每次啟動需按動兩次按鈕，并且兩次按動按鈕的時間間隔不容易掌握，即啟動時間的長短不準(zhǔn)確。

    3.時間繼電器控制的自耦變壓器補(bǔ)償器降壓啟動控制線路

    如果采用時間繼電器來代替人工操作，控制啟動時間的長短，上述控制電路的缺點就不存在了。

    控制電路分為三部分，主電路、控制電路和指示電路。

    主電路：由自耦變壓器TM，接觸器KM1的三個主觸頭、接觸器KM2的三個主觸頭和兩個輔助常閉觸頭、熱繼電器FR的熱元件及電動機(jī)M組成。當(dāng)接觸器KM1通電工作，而KM2接觸器不工作時，電動機(jī)進(jìn)入全壓運行。自耦變壓器具有多個抽頭，可獲得不同的變化，使用過程中可供選擇。

    指示電路：指示電路包括有指示燈電源變壓器T，接觸器KM1的常開觸頭和常閉觸頭，接觸器KM2的常開觸頭和中間繼電器KA的常閉觸頭。指示燈I亮，表示控制線路已接電源，處在準(zhǔn)備工作狀態(tài)；指示燈Ⅱ亮，表示控制線路已進(jìn)入降壓啟動過程；指示燈Ⅲ亮，表示控制線路進(jìn)入全壓運行。

    控制電路：由兩臺接觸器KM1、KM2、時間繼電器KT和中間繼電器KA及啟動按鈕SB1、SB4和停止按鈕SB2、SB3組成。兩個啟動按鈕并聯(lián)，兩個停止按鈕串聯(lián)，構(gòu)成了兩地控制功能。SB1、SB3(虛線框中)組成了甲地控制的啟動，停止按鈕。SB4、SB2組成了乙地控制的啟動，停止按鈕。

    XJ01型自動啟動補(bǔ)償器工作原理如下：

    當(dāng)合上開關(guān)SQ后，變壓器T有電，指示燈I亮，表示電源接通(電路處于啟動準(zhǔn)備狀態(tài))，但是電動機(jī)不轉(zhuǎn)。

    啟動時：

    停止時只需按動停止按鈕SB2或SB3。

    降壓啟動過程中，接觸器KM1，時間斷電器KT工作，而接觸器KM2和中間繼電器KA不工作。電路進(jìn)入全壓運行后，情況正相反，接觸器KM2和中間斷電器KA工作，而接觸器KM1和時間繼電器KT不工作。

    自耦變壓器具有多個抽頭，可以獲得不同的變化，比Y-△降壓啟動方法的啟動電流、啟動轉(zhuǎn)矩選擇靈活。

    采用自耦變壓器降壓啟動比采用定子串電阻減壓啟動效果好，在啟動轉(zhuǎn)矩相等的情況下，自耦變壓器啟動從電網(wǎng)吸收的電流小，但是自耦變壓器價格較貴，而且其線圈是按短時通電設(shè)計的，因此只允許連續(xù)啟動兩次。

    三、自耦變壓器的應(yīng)用

    自耦變壓器在不需要初、次級隔離的場合都有應(yīng)用，具有體積小、耗材少、效率高的優(yōu)點。常見的交流（手動旋轉(zhuǎn)）調(diào)壓器、家用小型交流穩(wěn)壓器內(nèi)的變壓器、三相電機(jī)自耦減壓起動箱內(nèi)的變壓器等等，都是自耦變壓器的應(yīng)用范例。

    電力系統(tǒng)中常采用三繞組自耦變壓器作為聯(lián)絡(luò)變壓器，以減少投資和運行費用。它有高壓、中壓和低壓3個繞組。通常其高壓和中壓側(cè)均為110千伏以上的系統(tǒng)。其運行方式有5種。

    ①高壓側(cè)向中壓側(cè)或中壓側(cè)向高壓側(cè)送電，在這種運行方式下，如果中壓布置在高低壓之間，一般可以傳輸全部額定容量；如果中壓繞組靠鐵心布置，則由于漏磁通在結(jié)構(gòu)中會引起較大的附加損耗，其最大傳輸功率s往往限制在額定容量S1n的70～80%。

    ②高壓側(cè)向低壓側(cè)或低壓側(cè)向高壓側(cè)送電，此時功率全部通過磁路傳輸，其最大傳輸功率不得超過低壓繞組的額定容量S3n。

    ③中壓側(cè)向低壓側(cè)或低壓側(cè)向中壓側(cè)送電，這種情況與第2種運行方式相同。

    ④高壓側(cè)同時向中壓側(cè)和低壓側(cè)或低壓側(cè)和中壓側(cè)同時向高壓側(cè)送電，在這種運行方式下，最大允許的傳輸功率不得超過自耦變壓器高壓繞組（即串聯(lián)繞組）的額定容量。

    ⑤中壓側(cè)同時向高壓側(cè)和低壓側(cè)或高壓側(cè)和低壓側(cè)同時向中壓側(cè)送電，在這種運行方式中，中壓繞組（即公共繞組）為原繞組，而其他兩個為副繞組。因此，最大傳輸功率受公共繞組容量的限制。