オートトランスとは、積層コアに巻線を1本だけ巻いたトランスのことです。 2巻きのトランスと似ていますが、1次側と2次側の巻線の取り方が異なります。
負荷時には、負荷電流の一部が電源から直接得られ、残りの部分はトランスの作用で得られます。 オートトランスは電圧レギュレータとして機能します。
内容を説明します。
- オートトランスの説明と回路図
- 通常の2巻きのトランスと比較したオートトランスの銅の節約
- オートトランスの利点
- 通常の2巻きのトランスと比較したオートトランスの利点 オートトランス
- オートトランスのデメリット
- オートトランスの応用例
回路図によるオートトランスの説明
通常のトランスは、その名のとおり、「トランス」です。 一次巻線と二次巻線は電気的に絶縁されていますが、下図のように磁気的に接続されています。 オートトランスでは、一次側と二次側の巻線は電気的に接続されていると同時に、磁気的にも接続されています。 実際には、連続した1本の巻線の一部が1次と2次に共通しています。
オートトランスは構造によって2種類に分けられます。 1つは、連続した巻線があり、目的の二次電圧によって決まる都合のよいところでタップが取り出されるタイプです。 しかし、もう1つのタイプは、2つ以上の異なるコイルが電気的に接続され、連続した巻線を形成しているものです。 3078>
CBが2次巻線として機能するように、Cでタッピングが取られた1次巻線AB。 電源電圧はAB間に印加され、負荷はCB間に接続される。 タップは固定でも可変でもよい。 交流電圧V1がAB間に印加されると、コアに交番磁束が発生し、その結果、巻線ABに起電力E1が誘導される。 この誘導起電力の一部は2次回路に取り込まれる。
Let,
- V1 – 一次側印加電圧
- V2 – 二次側負荷電圧
- I1 – 一次側電流
- I2 -負荷電流
- N1 – A-B間の巻数
- N2 – C-B間の巻数
無視したno-.負荷電流 リーケージリアクタンスと損失、
V1 = E1, V2 = E2
したがって、変圧比は。
2次側アンペアターンは1次側アンペアターンと逆なので、電流I2はI1と逆位相になります。 2次電圧は1次電圧より小さい。 したがって電流I2は電流I1より多くなる。 したがって、結果としてBC部を流れる電流は（I2-I1）となります。
BC部によるアンペアターン＝電流×ターン
式（1）、（2）からBC部とAC部によるアンペアターンが釣り合うことがトランスの作用の特徴であることがわかります。
通常の2巻きのトランスに比べたオートトランスの銅の節約
銅の重量は導体の断面の長さと面積に比例する
導体の長さは巻数に比例し、断面は電流と巻数の積に比例する
導体の断面は、巻数の積の積に比例する。
さて、上図(B)のオートトランスから、オートトランスに必要な銅の重量は
Wa = AC部の銅重量 + CB部の銅重量
したがって
上図(A)に示した通常の2巻きのトランスで同じ義務を果たすと、
Wa = AC部の銅重量 + CB部の銅重量
Wa = CB部の銅重量 となり
Wa = CB部の銅重量
Wa = AC部の銅重量 Wa = CB部の銅重量 Wa = BC部の銅重量 通常のトランスで必要な銅の総重量
W0 = その1次巻線の銅の重量 + その2次巻線の銅の重量
したがって。
さて、オートトランスの銅の重量と通常のトランスの銅の重量の比は、
オートトランスを使うことで影響を受ける銅の節約＝通常のトランスで必要な銅の重量-オートトランスで必要な銅の重量
で与えられます。
銅の節約量＝K×トランスの2巻きに必要な銅の重量
したがって、変圧比が1に近づくと銅の節約量は増加します。 従って自動変圧器は K の価値がほぼ unity.
自動変圧器の利点
- より少なく費用
- よりよい規則
- 同じ評価の通常の二巻の変圧器と比べて低い損失です使用されます。
オートトランスの欠点
オートトランスにはさまざまな利点がありますが、オートトランスが広く使われていない大きな欠点は、
- 2次巻線が1次巻線から絶縁されていないことです。
高電圧から低電圧を供給するためにオートトランスを使用し、2次巻線に断線があると、1次電圧の全電圧が2次端子にかかり、オペレータや機器に危険です。
- 入力電圧から出力電圧のわずかな変動が必要な限られた場所でのみ使用されます。
オートトランスの用途
- 始動時にリスケージ誘導電動機の固定子に全電圧の最大50～60％を与えるスタータとして使用されます。
- 配電ケーブルに小さなブーストを与え、電圧降下を修正するために使用されます。
- 電圧調整器としても使用されます。
- 送配電システム、またオーディオシステム、鉄道で使用されます。