Un autotransformator este un transformator cu o singură înfășurare înfășurată pe un miez laminat. Un autotransformator este similar cu un transformator cu două înfășurări, dar diferă prin modul în care înfășurarea primară și cea secundară sunt legate între ele. O parte a înfășurării este comună atât pentru partea primară, cât și pentru cea secundară.
În condiții de sarcină, o parte din curentul de sarcină este obținută direct de la sursă, iar restul este obținut prin acțiunea transformatorului. Un transformator Auto funcționează ca un regulator de tensiune.
Contenit:
- Explicarea transformatorului auto cu schema de circuit
- Economia de cupru în transformatorul auto în comparație cu transformatorul obișnuit cu două înfășurări
- Avantajele transformatorului auto. transformator
- Dezavantajele transformatorului auto
- Aplicații ale transformatorului auto
Explicarea transformatorului auto cu schema de circuit
Într-un transformator obișnuit, înfășurările primare și secundare sunt izolate electric una față de cealaltă, dar conectate magnetic, așa cum se arată în figura de mai jos. În timp ce în autotransformator, înfășurările primare și secundare sunt conectate atât magnetic, cât și electric. De fapt, o parte a unei singure înfășurări continue este comună atât primarului, cât și secundarului.
Există două tipuri de autotransformatoare în funcție de construcție. La un tip de transformator, există o înfășurare continuă, cu derivațiile scoase în puncte convenabile determinate de tensiunea secundară dorită. Cu toate acestea, într-un alt tip de autotransformator, există două sau mai multe bobine distincte care sunt conectate electric pentru a forma o înfășurare continuă. Construcția transformatorului auto este prezentată în figura de mai jos.
Înfășurarea primară AB din care se ia o priză la C, astfel încât CB acționează ca o înfășurare secundară. Tensiunea de alimentare este aplicată pe AB, iar sarcina este conectată pe CB. Priza poate fi fixă sau variabilă. Atunci când o tensiune alternativă V1 este aplicată pe AB, se creează un flux alternativ în miez, ca urmare, în înfășurarea AB este indusă o forță electromagnetică E1. O parte din această forță electromagnetică indusă este preluată în circuitul secundar.
Let,
- V1 – tensiunea primară aplicată
- V2 – tensiunea secundară la sarcină
- I1 – curentul primar
- I2 – curentul de sarcină
- N1 – numărul de spire între A și B
- N2 – numărul de spire între C și B
Nu se neglijează nici-curentul de sarcină, reactanța de scurgere și pierderile,
V1 = E1 și V2 = E2
Din acest motiv, raportul de transformare:
Ca urmare a faptului că amperi-turnurile secundare sunt opuse amperi-turnurilor primare, deci curentul I2 este în opoziție de fază cu I1. Tensiunea secundară este mai mică decât cea primară. Prin urmare, curentul I2 este mai mare decât curentul I1. Prin urmare, curentul rezultat care circulă prin secțiunea BC este (I2 – I1).
Amperele-turn datorate secțiunii BC = curent x spire
Equația (1) și (2) arată că amperajele-turn datorate secțiunii BC și CA se echilibrează reciproc, ceea ce este caracteristic acțiunii transformatorului.
Economia de cupru în transformatorul auto în comparație cu transformatorul obișnuit cu două înfășurări
Greutatea cuprului este proporțională cu lungimea și aria unei secțiuni transversale a conductorului.
Lungimea conductorului este proporțională cu numărul de spire, iar secțiunea transversală este proporțională cu produsul dintre curent și numărul de spire.
Acum, din figura de mai sus (B) prezentată a transformatorului auto, greutatea cuprului necesar într-un transformator auto este
Wa = greutatea cuprului din secțiunea AC + greutatea cuprului din secțiunea CB
De aceea
Dacă aceeași sarcină este efectuată cu un transformator obișnuit cu două înfășurări prezentat mai sus în figura (A), greutatea totală a cuprului necesar în transformatorul obișnuit,
W0 = greutatea cuprului de pe înfășurarea sa primară + greutatea cuprului de pe înfășurarea sa secundară
Din acest motiv,
Acum, raportul dintre greutatea cuprului dintr-un autotransformator și greutatea cuprului dintr-un transformator obișnuit este dat de
Economia de cupru afectată de utilizarea unui autotransformator = greutatea cuprului necesar la un transformator obișnuit – greutatea cuprului necesar la un autotransformator
Din acest motiv,
Economia de cupru = K x greutatea cuprului necesar pentru două înfășurări ale transformatorului
În consecință, economia de cupru crește pe măsură ce raportul de transformare se apropie de unitate. Prin urmare, transformatorul automat este utilizat atunci când valoarea lui K este aproape egală cu unitatea.
Vantajele transformatorului automat
- Mai puțin costisitor
- O mai bună reglare
- Pierderi reduse în comparație cu transformatorul obișnuit cu două înfășurări de aceeași putere.
Dezavantajele transformatorului automat
Există diverse avantaje ale transformatorului automat, dar apoi și un dezavantaj major, motiv pentru care transformatorul automat nu este utilizat pe scară largă, este că
- Înfășurarea secundară nu este izolată de cea primară.
Dacă un autotransformator este folosit pentru a furniza tensiune joasă de la o tensiune înaltă și există o întrerupere în înfășurarea secundară, întreaga tensiune primară ajunge la terminalul secundar, ceea ce este periculos pentru operator și pentru echipament. Prin urmare, transformatorul automat nu trebuie utilizat pentru interconectarea sistemelor de înaltă tensiune și joasă tensiune.
- Se utilizează numai în locurile limitate în care este necesară o ușoară variație a tensiunii de ieșire față de tensiunea de intrare.
Aplicații ale autotransformatorului
- Se utilizează ca starter pentru a da până la 50 până la 60% din tensiunea maximă statorului unui motor de inducție cu colivie de veveriță în timpul pornirii.
- Se utilizează pentru a da un mic impuls unui cablu de distribuție, pentru a corecta căderea de tensiune.
- Se utilizează, de asemenea, ca regulator de tensiune
- Se utilizează în sistemul de transmisie și distribuție a energiei electrice și, de asemenea, în sistemul audio și în căile ferate.
.