Automuuntaja on muuntaja, jossa on vain yksi käämitys laminoituun ytimeen. Automuuntaja on samanlainen kuin kaksikäämisinen muuntaja, mutta eroaa tavasta, jolla ensiö- ja toisiokäämitys liittyvät toisiinsa. Osa käämityksestä on yhteinen sekä ensiö- että toisiopuolelle.
Kuormitustilanteessa osa kuormitusvirrasta saadaan suoraan syötöstä ja loput muuntajan vaikutuksesta. Automuuntaja toimii jännitteensäätäjänä.
Sisältö:
- Automuuntajan selitys piirikaavion avulla
- Kuparin säästö automuuntajassa verrattuna tavalliseen kaksikäämiseen muuntajaan
- Automuuntajan edut. transformer
- Disadvantages of Auto transformer
- Applications of Auto transformer
Explanation of Auto Transformer with Circuit Diagram
In an ordinary transformer, ensiö- ja toisiokäämit on eristetty sähköisesti toisistaan, mutta kytketty magneettisesti alla olevan kuvan mukaisesti. Automaattimuuntajassa ensiö- ja toisiokäämit on kytketty sekä magneettisesti että sähköisesti. Itse asiassa osa yhdestä jatkuvasta käämityksestä on yhteinen sekä ensiö- että toisiokäämitykselle.
Automuuntajia on kahdenlaisia rakenteen perusteella. Toisessa muuntajatyypissä on jatkuva käämitys, jonka hanat on tuotu ulos sopivissa kohdissa, jotka määräytyvät halutun toisiojännitteen mukaan. Toisessa automuuntajatyypissä on kuitenkin kaksi tai useampia erillisiä käämejä, jotka on kytketty sähköisesti muodostamaan jatkuva käämi. Automuuntajan rakenne on esitetty alla olevassa kuvassa.
Primääräkäämitys AB, josta otetaan napautus kohtaan C siten, että CB toimii toisiokäämityksenä. Syöttöjännite syötetään AB:n yli ja kuorma kytketään CB:n yli. Napautus voi olla kiinteä tai muuttuva. Kun vaihtojännite V1 kytketään AB:n yli, ytimeen syntyy vaihtovirta, jonka seurauksena käämiin AB indusoituu emf E1. Osa tästä indusoituneesta emf:stä siirtyy toisiopiiriin.
Let,
- V1 – primääriin kohdistuva jännite
- V2 – kuorman yli vaikuttava sekundäärijännite
- I1 – primäärivirta
- I2 – kuormitusvirta
- N1 – A:n ja B:n välisten kierrosten lukumäärä
- N2 – C:n ja B:n välisten kierrosten lukumäärä
Ne- ei-.kuormitusvirta, vuotoreaktanssi ja häviöt,
V1 = E1 ja V2 = E2
Siten muuntosuhde:
Koska toisiopuolen ampeerikierrokset ovat vastakkain ensiöpuolen ampeerikierrosten kanssa, niin virta I2 on vaihevastakkainen I1:n kanssa. Sekundäärijännite on pienempi kuin primäärijännite. Siksi virta I2 on suurempi kuin virta I1. Näin ollen jakson BC läpi kulkeva virta on (I2 – I1).
Jakson BC aiheuttamat ampeerikierrokset = virta x kierrokset
Yhtälöstä (1) ja (2) nähdään, että jakson BC ja AC aiheuttamat ampeerikierrokset tasapainottavat toisiaan, mikä on tyypillistä muuntajan toiminnalle.
Kuparin säästö automuuntajassa verrattuna tavalliseen kaksikäämiseen muuntajaan
Kuparin paino on verrannollinen johtimen poikkileikkauksen pituuteen ja pinta-alaan.
Johtimen pituus on verrannollinen kierrosten lukumäärään ja poikkileikkaus on verrannollinen virran ja kierrosten lukumäärän tuloon.
Yllä esitetyn automuuntajan kuvan (B) perusteella automuuntajan tarvitsema kuparin paino on
Wa = kuparin paino lohkossa AC + kuparin paino lohkossa CB
Siten
Jos sama tehtävä suoritetaan tavallisella kaksikäämisellä muuntajalla, joka on esitetty yllä kuvassa (A), tavallisen muuntajan tarvitseman kuparin kokonaispaino,
W0 = sen ensiökäämityksen kuparin paino + sen toisiokäämityksen kuparin paino
Siten,
Nyt automuuntajan kuparin painon suhde tavallisen muuntajan kuparin painoon saadaan
Automuuntajan käytön aiheuttama kuparin säästö = tavallisen muuntajan tarvitseman kuparin paino – automuuntajan tarvitseman kuparin paino
Siten,
Kuparin säästö = K x muuntajan kahteen käämitykseen tarvittavan kuparin paino
Siten kuparin säästö kasvaa, kun muuntosuhde lähestyy yksikköä. Näin ollen automuuntajaa käytetään, kun K:n arvo on lähes yhtä suuri kuin yksikkö.
Automuuntajan edut
- Vähäisemmät kustannukset
- parempi säätö
- vähäisemmät häviöt kuin tavallisella saman nimellisarvoisella kaksikäämisellä muuntajalla.
Automuuntajan haitat
Automuuntajalla on useita etuja, mutta sitten myös yksi merkittävä haitta, miksi automuuntajaa ei käytetä laajalti, on se, että
- Toisiokäämitys ei ole eristetty ensiökäämityksestä.
Jos automuuntajaa käytetään syöttämään pienjännitettä korkeajännitteestä ja toisiokäämityksessä on katkos, täysi ensiöjännite tulee toisiokäämin yli, mikä on vaarallista käyttäjälle ja laitteelle. Automaattimuuntajaa ei siis tulisi käyttää suurjännite- ja pienjännitejärjestelmien yhteenliittämiseen.
- Käytetään vain rajoitetuissa paikoissa, joissa tarvitaan lähtöjännitteen pientä vaihtelua tulojännitteestä.
Automuuntajan käyttökohteet
- Käytetään käynnistimenä antamaan käynnistyksen aikana enintään 50-60 % täydestä jännitteestä oikosulkuhäkki-induktiomoottorin staattorille.
- Sitä käytetään antamaan pientä vahvistusta jakelukaapeliin jännitehäviön korjaamiseksi.
- Sitä käytetään myös jännitteensäätäjänä
- Käytetään sähkönsiirrossa ja -jakelussa sekä äänentoistojärjestelmissä ja rautateillä.
Muuntaja on tarkoitettu muuntajaksi, joka korjaa jännitehäviötä.