Een autotransformator is een transformator met slechts één wikkeling, gewikkeld op een gelamineerde kern. Een autotransformator is gelijkaardig aan een transformator met twee wikkelingen maar verschilt in de manier waarop de primaire en secundaire wikkeling onderling verbonden zijn. Een deel van de wikkeling is gemeenschappelijk voor zowel de primaire als de secundaire zijde.

In belaste toestand wordt een deel van de belastingsstroom rechtstreeks van de voeding verkregen en het resterende deel wordt verkregen door de werking van de transformator. Een Autotransformator werkt als een spanningsregelaar.

Inhoud:

• Uitleg van de autotransformator met schakelschema
• Reductie van koper in de autotransformator in vergelijking met de gewone tweewikkelingstransformator
• Voordelen van de autotransformator
• Voordelen van de transformator
• Voordelen van Autotransformator
• Toepassingen van Autotransformator

Uitleg van Autotransformator met schakelschema

In een gewone transformator, zijn de primaire en secundaire wikkelingen elektrisch van elkaar geïsoleerd maar magnetisch verbonden zoals in het onderstaande cijfer wordt getoond. Terwijl in de autotransformator de primaire en secundaire wikkelingen zowel magnetisch als elektrisch verbonden zijn. In feite is een deel van de enkele doorlopende wikkeling gemeenschappelijk voor zowel de primaire als de secundaire wikkeling.

Er zijn twee typen autotransformatoren op basis van de constructie. In het ene type transformator is er een doorlopende wikkeling met de aftakkingen op geschikte punten die worden bepaald door het gewenste secundaire voltage. Nochtans, in een ander type van autotransformator, zijn er twee of meer verschillende rollen die elektrisch worden verbonden om het ononderbroken winden te vormen. De constructie van een autotransformator is weergegeven in onderstaande figuur.

De primaire wikkeling AB, waarvan een aftakking bij C is genomen, zodanig dat CB als secundaire wikkeling fungeert. De voedingsspanning wordt aangelegd over AB, en de belasting wordt aangesloten over CB. De aftakking kan vast of variabel zijn. Wanneer een wisselspanning V1 over AB wordt aangelegd, ontstaat een wisselende flux in de kern, waardoor een emf E1 wordt geïnduceerd in de wikkeling AB. Een deel van deze geïnduceerde emf wordt in de secundaire kring opgenomen.

Let op,

• V1 – primaire aangelegde spanning
• V2 – secundaire spanning over de belasting
• I1 – primaire stroom
• I2 – belastingsstroom
• N1 – aantal windingen tussen A en B
• N2 – aantal windingen tussen C en B

Geen rekening houdend met no-belastingsstroom, lekkage reactantie en verliezen,

V1 = E1 en V2 = E2

Daarom, de transformatie verhouding:

Als de secundaire ampère-omwentelingen tegengesteld zijn aan de primaire ampère-omwentelingen, is dus de stroom I2 in fase tegengesteld aan I1. De secundaire spanning is lager dan de primaire. Daarom is de stroom I2 meer dan de stroom I1. De resulterende stroom door sectie BC is dus (I2 – I1).

De ampère-omwentelingen door sectie BC = stroom x omwentelingen
Vergelijking (1) en (2) toont aan dat de ampère-omwentelingen door sectie BC en AC elkaar in evenwicht houden, wat karakteristiek is voor de werking van de transformator.

Saving of Copper in Auto Transformer as Compared to Ordinary Two Winding Transformer

Het gewicht van het koper is evenredig met de lengte en de oppervlakte van een dwarsdoorsnede van de geleider.

De lengte van de geleider is evenredig met het aantal windingen, en de dwarsdoorsnede is evenredig met het product van stroom en aantal windingen.

Nu, uit de hierboven getoonde figuur (B) van de autotransformator, is het gewicht van het koper dat nodig is in een autotransformator

Wa = gewicht van koper in sectie AC + gewicht van koper in sectie CB

Daarom

Als dezelfde taak wordt uitgevoerd met een gewone transformator met twee wikkelingen, hierboven getoond in de figuur (A), het totale gewicht van het koper dat nodig is in de gewone transformator,

W0 = gewicht van koper op de primaire wikkeling + gewicht van koper op de secundaire wikkeling

Daarom,

Nu, de verhouding van het gewicht van het koper in een spaartransformator tot het gewicht van het koper in een gewone transformator wordt gegeven als

Besparing van koper door het gebruik van een spaartransformator = gewicht van koper nodig in een gewone transformator – gewicht van koper nodig in een spaartransformatorDaarom,

Koperbesparing = K x gewicht van koper nodig voor twee windingen van de transformator

Hieruit volgt dat de koperbesparing toeneemt naarmate de omzettingsverhouding dichter bij de eenheid komt. Vandaar dat de autotransformator wordt gebruikt wanneer de waarde van K bijna gelijk is aan eenheid.

Voordelen van autotransformator

• Minder kostbaar
• Betere regeling
• Lage verliezen in vergelijking met gewone twee wikkelingstransformator van dezelfde rating.

Voordelen van Autotransformator

Er zijn diverse voordelen van de autotransformator, maar dan ook één belangrijk nadeel, waarom de autotransformator niet wijd wordt gebruikt, is dat

• De secundaire wikkeling is niet geïsoleerd van de primaire wikkeling.
  Als een autotransformator wordt gebruikt om een laag voltage van een hoog voltage te voorzien en er een breuk in de secundaire wikkeling is, komt het volledige primaire voltage over de secundaire terminal, wat gevaarlijk is voor de bediener en de apparatuur. De autotransformator mag dus niet worden gebruikt voor het onderling verbinden van hoogspannings- en laagspanningssystemen.

• Wordt alleen gebruikt op de beperkte plaatsen waar een geringe variatie van het uitgangsvoltage ten opzichte van het ingangsvoltage vereist is.

Toepassingen van Autotransformator

• Het wordt gebruikt als starter om tot 50 tot 60% van het volledige voltage aan de stator van een eekhoornkooi inductiemotor te geven tijdens het starten.
• Het wordt gebruikt om een kleine verhoging aan een distributiekabel te geven, om de voltagedrop.
• Het wordt ook gebruikt als voltageregelgever
• Gebruikt in machtstransmissie en distributiesysteem en ook in het audiosysteem en railways.

te verbeteren