第5节 Winding Configurations (修订中)
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# 1. 具有多个次级的变压器
变压器 (opens new window)是非常通用的设备。互感器之间能量传输的基本概念在单个初级线圈和单个次级线圈之间非常有用，但变压器不必仅由两组绕组制成。考虑这个变压器电路：
具有多个次级的变压器提供多个输出电压。
在这里，三个电感线圈共享一个共同的磁芯，将它们磁性“耦合”或“链接”在一起。用单对互感器看到的绕组匝数比和电压比的关系在这里仍然适用于多对线圈。
完全可以组装上述变压器（一个初级绕组，两个次级绕组），其中一个次级绕组是降压的，另一个是升压的。
事实上，这种变压器设计在真空管供电电路中很常见，需要为管子的灯丝提供低压（通常为 6 或 12 伏）和为管板提供高压（数百伏）。标称初级电压为 110 伏交流电。
这种变压器不仅可以产生完全不同大小的电压和电流 (opens new window)，而且所有电路都相互电气隔离。
具有六个绕组、一个初级和五个次级的多绕组变压器的照片。
上图中的变压器旨在提供使用真空管 (opens new window)的电子系统所需的高电压和低电压。为真空管的灯丝供电需要低电压，而需要高电压来在每个管的板和阴极元件之间产生电位差。
一个具有多个绕组的变压器足以优雅地从单个 115 V 电源提供所有必要的电压电平。该变压器的电线（其中 15 条！）未在照片中显示，被隐藏在视线之外。
如果次级电路之间的电气隔离不是很重要，可以通过沿其长度的多个点“分接”单个次级绕组来获得类似的效果，如下图所示。
单个抽头次级提供多个电压。
# 2. 多极开关变压器
抽头只不过是在两端之间的绕组上的某个点进行的电线连接。毫不奇怪，普通变压器的绕组匝数/电压大小关系适用于绕组的所有抽头段。可以利用这一事实来生产具有多个比率的变压器：
使用开关选择许多可能电压之一的分接次级。
# 3. 可变变压器
进一步推进绕组抽头的概念，我们最终得到一个“可变变压器”，其中滑动触点沿暴露的次级绕组的长度移动，能够在其长度上的任何点与其连接。效果相当于绕组的每一匝都有一个绕组抽头，每个抽头位置都有一个带极的开关：
次级上的滑动触点不断改变次级电压。
可变变压器的一种消费者应用是模型火车组的速度控制，尤其是 1950 年代和 1960 年代的火车组。这些变压器本质上是降压单元，可从次级绕组获得的最高电压远低于 110 至 120 伏交流电的初级电压。
可变扫描触点提供了一种简单的电压控制方法，功率浪费少，比使用可变电阻器 (opens new window)的控制效率高得多！
移动滑动触点在大型工业电源变压器设计中不实用，但多极开关和绕组抽头在电压调节中很常见。电力系统需要定期进行调整，以适应数月或数年的负载变化，而这些开关电路提供了一种方便的手段。
通常，此类“分接开关”并非设计用于处理满载电流，而是必须仅在变压器断电（无电源）时启动。
# 4. 自耦变压器
鉴于我们如何可以利用任何变压器绕组来获得等效于多个绕组（尽管它们之间会失去电气隔离），因此应该可以完全放弃电气隔离并从单个绕组构建变压器是有道理的。确实这是可能的，由此产生的设备称为_自耦变压器_：
这种自耦变压器通过单抽头绕组提高电压，节省铜，牺牲隔离。
上面描述的自耦变压器执行升压功能。降压自耦变压器如下图所示。
该自耦变压器通过一个节铜抽头绕组逐步降低电压。
自耦变压器广泛用于需要稍微提高或降低负载电压的应用。
使用普通（隔离）变压器的替代方案是要么为工作提供正确的初级/次级绕组比，要么使用降压配置，次级绕组以串联辅助（“升压”）或串联连接反对（“反抗”）时尚。
给出了初级、次级和负载电压来说明这是如何工作的。
# 5. 自耦变压器配置
一是“升压”配置。在下图中，次级线圈的极性被定向，使其电压直接加到初级电压上。
普通变压器作为自耦变压器接线以提高线路电压。
接下来是“bucking”配置。在下图中，次级线圈的极性被定向，使其电压直接从初级电压中减去：
普通变压器作为自耦变压器接线，以降低线路电压。
自耦变压器的主要优点是仅使用单个绕组即可获得相同的升压或降压功能，与具有初级和次级绕组的常规（隔离）变压器相比，制造成本更低、重量更轻。
# 6. 自变量自耦变压器
与普通变压器一样，自耦变压器绕组可以分接以提供变比。此外，它们可以通过滑动触点连续可变，以便在绕组长度的任何点上轻敲绕组。
后一种配置非常流行，以至于赢得了自己的名字：Variac。（下图）
自耦变压器是带有滑动抽头的自耦变压器。
用于台式使用的小型自耦变压器是电子实验者的常用设备，只需转动旋钮即可通过广泛、精细的控制范围降低（或有时也升高）家用交流电压。
# 7. 总结
- 变压器可以配备不止一个初级和单个次级绕组对。这允许在同一设备中实现多个升压和/或降压比。
- 变压器绕组也可以“分接”：即在许多点处相交以将单个绕组分段。
- 可变变压器可以通过提供一个可移动的臂来制造，该臂扫过绕组的长度，在绕组长度上的任何点与绕组接触。当然，绕组在臂扫过的区域必须是裸露的（无绝缘）。
- 自耦变压器是一个单独的抽头电感线圈，用于像变压器一样升压或降压，但不提供电气隔离。
- _自耦变压器_是可变自耦变压器。
相关练习：
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