多绕组变压器：从抽头到可变变压器的综合指南
多次级变压器
变压器极其通用。虽然经典的单初级单次级设计广为教授，但许多实际应用受益于额外的次级绕组。考虑三个电感器共享公共磁芯，每个都与其他磁耦合的变压器。
多次级变压器提供多路输出电压。
此配置下，支配电压电流的匝比规则适用于每对绕组。甚至可设计一个初级、一个降压次级和一个升压次级共用同一铁芯。
历史上，此布局常见于真空管电源，需从 110 V 交流电源获取灯丝低压（6–12 V）和极板高压（数百伏）。
这些变压器从单一初级源提供电压电流截然不同的电气隔离输出。
六绕组变压器照片：一个初级、五个次级。
图中六绕组变压器旨在从单一 115 V 源为真空管系统同时供应低压灯丝和高压极板驱动。照片隐藏了承载各次级输出的 15 根导线。
若次级间隔离非关键，单个次级绕组可在多点抽头以创建多路电压轨，如下图所示。
单个抽头次级提供多路电压。
多极开关变压器
抽头就是绕组长度上的连接点。熟悉的匝比关系对每个抽头段均适用，使变压器提供多个离散电压选项。
使用开关选择众多可能电压之一的抽头次级。
可变变压器
延伸抽头概念，滑动触点可遍历裸露绕组，实际上在每匝提供抽头。这产生连续输出电压范围。
次级滑动触点连续改变次级电压。
1950-60 年代早期模型火车调速器采用此原理。其变压器将 110–120 V 交流降至较低电压，滑动触点提供精细调速，无需在可变电阻中浪费功率。
大型工业变压器通常用固定抽头或多极开关而非滑动触点，因移动触点在高功率下不切实际。抽头开关通常仅在变压器断电时操作。
自耦变压器
既然单绕组抽头可模拟多绕组，便可完全省去次级线圈。结果是自耦变压器，一个带抽头的单线圈，可升降电压但不提供隔离。
此自耦变压器用单抽头绕组升压，省铜、牺牲隔离。
降压自耦变压器外观类似，抽头位置降低电压而非升高。
此自耦变压器用单铜节省抽头绕组降压。
自耦变压器适合需适度升降压的应用。无需制造匹配的初次级绕组，单绕组加抽头即可，降低成本和重量。
在“升压”配置中，次级极性使其电压叠加于初级；在“降压”配置中，次级极性从初级减去。
普通变压器接成自耦变压器以升高线电压。
普通变压器接成自耦变压器以降低线电压。
自耦变压器的关键优势是单绕组，相比带独立初次级的全隔离变压器，降低材料成本和重量。
可变自耦变压器
自耦变压器绕组可抽头提供多比率，滑动触点使其成为全可变器件。此形式称为可变变压器，广泛用于实验室和爱好者电路。
可变变压器是带滑动抽头的自耦变压器。
台式可变变压器允许技术人员通过旋钮精细连续控制，将市电交流升降压。
回顾：
- 变压器可包含多个初次级对，在单台设备中实现多种升降压比。
- 绕组抽头将单线圈分段为多个电压区段。
- 可变变压器用可动臂接触绕组任意点，提供连续电压调节。
- 自耦变压器是单抽头线圈，升降电压但无隔离。
- 可变变压器是可变自耦变压器。
- 自耦变压器工作表
工业技术