1.4 其他用途的变压器

1.4.1 自耦变压器

自耦变压器是一种调压变压器，它能平滑地改变输出电压大小，一般容量不大，多作为实验室可调电源使用。

图1.15是一种有滑动触头的自耦变压器原理结构图，一次绕组接在固定电压的电源上，K是滑动触头，可沿绕组各部分移动，改变滑动触头K的位置，即可改变输出电压 U2的大小，U2调节的范围可以从零到稍大于U1的数值。

在自耦变压器的实际结构中，绕组一般连续地绕在环形铁芯上，滑动触头装在一个可转动的旋臂上，通过调节旋臂来调节电压。三相自耦变压器是由三个单相变压器分层叠装组成的，三个触头一起移动，以便对称调压。碳制电刷触头的变压器容

量一般限制在几十千伏安，电压只到几百伏，不能很大，否则在触头移动时将产生火花。

1.4.2 仪用互感器

在电力系统中，检测高电压、大电流时使用的一种变压器叫仪用互感器。检测高电压用的是电压互感器，检测大电流用的是电流互感器。采用互感器可扩大测量仪表、继电器的使用范围；也可以使工作人员与主电路电磁隔离，以保证安全。

1.电压互感器

电压互感器的主要结构和工作原理类似于空载运行的普通双绕组降压变压器。电压互感器的外形与电路原理如图1.16所示，由图可见，一次绕组匝数多，并联到被测高压线路，二次绕组匝数少，并联接入测量仪表的电压线圈，一端接地，既保证安全又防止静电荷积累影响读数。一般二次绕组额定电压都取100V，如果电压表与之配套，则电压表读数已按变比放大，可直接读取实际值；或将电压表的读数乘以变比k后，即是U1被测值。

电压互感器有两种误差：一为变比误差，指二次绕组电压的折算值和一次电压U1的算术差；另一为两者之间的相位差，叫相位误差。为减小误差，应减小空载电流和一、二次绕组漏阻抗。所以电压互感器的铁芯大都用高质冷轧硅钢片。按变比误差的相对值，电压互感器的精度可分为0.2，0.5，1.0，3.0四个等级。

使用电压互感器的注意事项是：二次绕组不允许短路；二次绕组并接的电压线圈不能过多，否则精度下降；二次绕组必须有一端接地。

2.电流互感器

测量高压线路里的电流或测量大电流，同测量高电压一样，也不宜将仪表直接接入电路，而用有一定变比的升压变压器，即电流互感器将高压线路隔开或将大电流变小，再用电流表进行测量。若仪表配套时，电流表读数就是被测电流实际值；或者将电流表读数按变比放大，即得到被测电流实际值。电流互感器二次绕组额定电流一般均为5A。

电流互感器的外形及电路原理如图1.17所示。和电压互感器一样，电流互感器二次绕组必须有一端接地。因电流互感器二次绕组接入电流表或其他测量仪表的电流线圈，其阻抗很小，故电流互感器使用时，相当于二次绕组处于短路状态。

电流互感器也同样存在变比和相位两种误差，这些误差也是由电流互感器本身的励磁电流和漏阻抗以及仪表的阻抗等一些因素所引起的，可从设计和材料两方面着眼去减小这些误差。按变比误差，电流互感器分为0.2，0.5，1.0，3.0，10.0等几级。

电流互感器使用时，特别要注意二次绕组绝对不能开路。二次绕组一旦开路，则它变为一台空载运行的升压变压器。因为它的一次绕组电流I1就是被测电流，其值是由线路负荷大小决定的，不随互感器的二次绕组开路或短路而变化。所以，一次绕组空载电流比正常运行变压器的空载电流大得多，使铁芯中磁通密度大为提高，铁耗急刷增加，互感器过热甚至烧坏绝缘。与此同时，在二次绕组出现高电压，不仅击穿绝缘，而且还危及操作人员及其他设备安全。

1.4.3 电焊变压器

交流电焊机或弧焊机，实际就是一台特殊的降压变压器，又称为电焊变压器。其结构原理与普通变压器基本一样，但工作特性差别很大，以适应其特殊的工作要求。

对电焊变压器的要求是：空载时要有足够的电弧点火电压（约60～90V），还应有迅速下降的外特性，额定负载时约为30V；在短路时，二次电流不能过大，一般不超过两倍额定电流，焊接工作电流要比较稳定，而且大小可调，以适应不同的焊条和工件。

为满足这些要求，电焊变压器在结构上有其特殊性。如需要调节空载时的电弧点火电压，可在绕组上抽头，用分接开关调节二次绕组开路电压。电焊变压器的两个绕组一般分装在两个铁芯柱上，再利用磁分路法和串联可变电抗法，使绕组漏抗较大且可调节，以产生快速下降外特性，如图1.18所示。

磁分路电焊变压器如图1.19（a）所示，是在一、二次绕组的两铁芯柱之间加一铁芯分支磁路，通过螺杆来回移动进行调节。当磁分路铁芯移出时，两绕组漏磁通及漏抗较小，工作电流增大；当磁分路铁芯移入时，两绕组漏磁通经磁分路闭合而较大，漏抗就很大，有载电压迅速下降，工作电流较小。因此调节分支磁路的磁阻即可调节漏抗大小，以满足焊条和工件对电流的不同要求。

图1.19（b）是串联可变电抗电焊机，在二次绕组中串联一个可变电抗器，电抗器中的气隙可用螺杆调节。气隙越大，电抗越小，输出电流越大；气隙越小，电抗越大，输出电流越小，以满足其工作要求。