自耦变压器降压启动的工作原理是利用自耦变压器降低施加到电动机定子绕组上的启动电压，从而减小启动电流。待电动机转速接近稳定转速后，再切换到全电压运行。具体过程如下：

工作步骤：

1. 降压启动阶段：

   • 启动时，控制电路将自耦变压器的一次绕组接入电源（高压侧），二次绕组的低压抽头（如 60%、80%）连接到电动机定子绕组。
   • 自耦变压器通过电磁感应将输入电压按比例降低（例如抽头80%时，输出电压为输入电压的80%）。
   • 电动机以降低后的电压（如380V → 304V）启动，此时启动电流（(I{st})）和启动转矩（(T{st})）显著减小：
     • 电流减小至全压启动的 (K^2) 倍（(K)为降压比，如0.8）；
     • 转矩减小至全压启动的 (K^2) 倍（因转矩与电压平方成正比）。

2. 切换至全压运行：

   • 当电动机转速升至预设值（约75%-85%额定转速）时，控制电路动作：
     • 断开自耦变压器与电动机的连接；
     • 将电源直接接入电动机定子绕组（全压供电）。
   • 电动机转入额定电压运行，达到正常工作状态。

3. 自耦变压器退出：

   • 切换完成后，自耦变压器完全脱离电路，避免空载损耗。

核心原理：

• 电压-电流关系：电动机启动电流 (I{st}) 与端电压 (U) 成正比。降压后电压降至 (K \cdot U)（(K<1)），启动电流降至 (K \cdot I{st})。
• 转矩约束：启动转矩 (T_{st} \propto U^2)，降压后转矩大幅下降（如80%电压时转矩仅剩64%），故适用于轻载启动场合（如风机、水泵）。

优势与局限性：

• ✅ 优点：
  • 大幅降低启动电流（全压启动的 (K^2) 倍），减轻电网冲击。
  • 可通过调整抽头（如65%、80%）灵活控制降压幅度。
• ❌ 缺点：
  • 启动转矩下降明显，不适用重载启动。
  • 自耦变压器体积大、成本高，接线较复杂。
  • 切换过程存在短暂断电（需用时间继电器精确控制）。

典型应用场景：

• 中大型三相笼型异步电动机（10kW以上）；
• 电网容量不足以承受全压启动的场合；
• 对机械冲击敏感的设备（如皮带传动系统）。

关键点总结：自耦变压器降压启动通过“先降压→再切全压”的分段控制，以牺牲启动转矩为代价换取电流抑制，是一种成本较高但电流控制效果显著的启动方式。