Автотрансформатор что это. Автотрансформатор: устройство, принцип работы, преимущества и недостатки

Что такое автотрансформатор и чем он отличается от обычного трансформатора. Как устроен и работает автотрансформатор. Каковы основные преимущества и недостатки автотрансформаторов. Где применяются автотрансформаторы.

Что такое автотрансформатор и его отличие от обычного трансформатора

Автотрансформатор — это разновидность трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки электрически соединены и составляют одну общую обмотку. В отличие от обычного трансформатора, где первичная и вторичная обмотки электрически не связаны, в автотрансформаторе они имеют как электромагнитную, так и гальваническую связь.

Основные отличия автотрансформатора от обычного трансформатора:

• Одна общая обмотка вместо двух раздельных
• Наличие электрической связи между первичной и вторичной цепями
• Меньшие габариты и вес при той же мощности
• Более высокий КПД
• Меньшая стоимость

Устройство и принцип работы автотрансформатора

Автотрансформатор состоит из следующих основных частей:

• Магнитопровод (сердечник) из ферромагнитного материала
• Общая обмотка с отводами
• Система охлаждения
• Бак с трансформаторным маслом (для масляных автотрансформаторов)
• Вводы для подключения

Как работает автотрансформатор? Принцип действия основан на явлении электромагнитной индукции:

1. На входную часть обмотки подается переменное напряжение
2. В сердечнике создается переменный магнитный поток
3. Магнитный поток наводит ЭДС во всей обмотке
4. С выходной части обмотки снимается напряжение, пропорциональное числу витков

При этом часть мощности передается электромагнитным путем, а часть — за счет электрической связи между входом и выходом. Это позволяет уменьшить габариты автотрансформатора по сравнению с обычным трансформатором.

Преимущества автотрансформаторов

Автотрансформаторы имеют ряд существенных преимуществ по сравнению с двухобмоточными трансформаторами:

• Меньшие габариты и масса при той же мощности
• Более высокий КПД (до 99,7% у мощных автотрансформаторов)
• Меньший расход активных материалов (меди и электротехнической стали)
• Меньшие потери в обмотках
• Более низкая стоимость
• Улучшенное регулирование напряжения
• Возможность плавного регулирования напряжения

Эти преимущества особенно заметны при небольшой разнице между входным и выходным напряжением (коэффициент трансформации близок к 1).

Недостатки автотрансформаторов

Однако у автотрансформаторов есть и определенные недостатки:

• Отсутствие электрической изоляции между первичной и вторичной цепями
• Опасность появления высокого напряжения в низковольтной цепи при аварии
• Ограниченный диапазон регулирования напряжения
• Большие токи короткого замыкания
• Сложности с обеспечением электробезопасности

Из-за этих недостатков область применения автотрансформаторов ограничена, особенно в низковольтных сетях.

Виды автотрансформаторов

Автотрансформаторы классифицируют по различным признакам:

По назначению:

• Силовые (для передачи электроэнергии)
• Измерительные (для измерительных цепей)
• Регулировочные (для регулирования напряжения)

По способу охлаждения:

• Сухие (с воздушным охлаждением)
• Масляные (с масляным охлаждением)

По числу фаз:

• Однофазные
• Трехфазные

По способу регулирования:

• С фиксированным коэффициентом трансформации
• С переменным коэффициентом трансформации (регулируемые)

Области применения автотрансформаторов

Основные сферы применения автотрансформаторов:

• Электроэнергетика — для связи сетей смежных напряжений (например, 110 и 220 кВ)
• Электропривод — для пуска мощных электродвигателей
• Электрометаллургия — для регулирования режимов работы электропечей
• Электротранспорт — в тяговых подстанциях
• Лабораторные автотрансформаторы — для плавного регулирования напряжения
• Бытовая техника — как регуляторы мощности и напряжения

Автотрансформаторы наиболее эффективны при небольшой разнице между входным и выходным напряжением (коэффициент трансформации близок к 1). При увеличении коэффициента трансформации их преимущества уменьшаются.

Расчет и выбор автотрансформатора

При расчете и выборе автотрансформатора учитывают следующие основные параметры:

• Номинальная мощность
• Номинальные напряжения первичной и вторичной обмоток
• Коэффициент трансформации
• КПД
• Потери холостого хода и короткого замыкания
• Напряжение короткого замыкания
• Группа соединения обмоток
• Способ охлаждения

Важно правильно рассчитать необходимую мощность автотрансформатора с учетом характера нагрузки и режима работы. Также следует учитывать требования по электробезопасности, особенно для низковольтных сетей.

Заключение

Автотрансформаторы представляют собой эффективное и экономичное решение для преобразования напряжения при небольшой разнице между входным и выходным значением. Их основные преимущества — меньшие габариты, более высокий КПД и низкая стоимость по сравнению с обычными трансформаторами. Однако из-за отсутствия гальванической развязки между первичной и вторичной цепями область их применения ограничена, особенно в низковольтных сетях. При правильном выборе и эксплуатации автотрансформаторы позволяют оптимизировать системы передачи и распределения электроэнергии.

Автотрансформаторы — Студопедия

Автотрансформатор — это такой вид трансформатора, в котором помимо магнитной связи между обмотками имеется еще и

электрическая связь. Обмотки обычного трансформатора можно включить по схеме автотрансформатора, для чего выход X обмотки w_axсоединяют с выводом а обмотки w_ax(рис. 3.2). Если выводы Ах подключить к сети, а к выводам ах подключить нагрузку Z_H, то получим понижающий автотрансформатор. Если же выводы ах подключить к сети, а к выводам Ах подключить нагрузку Z_H, то получим повышающий автотрансформатор.

Рис. 3.2. Электромагнитная (а) и принципиальная (б) схемы однофазного понижающего автотрансформатора

Рассмотрим подробнее работу понижающего автотрансформатора. Обмотка w_axодновременно является частью первичной обмотки и вторичной обмоткой. В этой обмотке проходит ток I₁₂. Для точки а запишем уравнение токов:

,(3.

5)

или

, (3.6)

т. е. по виткам wax проходит ток I₁₂, равный разности вторичного I₂ и первичного I₁токов. Если коэффициент трансформации автотрансформатора k_A= w_Ax/w_ax,. немногим больше единицы, то токи I₁ и I₂ мало отличаются друг от друга, а их разность составляет небольшую величину. Это позволяет выполнить витки w_axпроводом уменьшенного сечения. Введем понятие проходной мощности автотрансформатора, представляющей собой всю передаваемую мощность S_пр=U₂I₂из первичной цепи во вторичную. Кроме того, различают еще расчетную мощность S_pасч, представляющую собой мощность, передаваемую из первичной во вторичную цепь магнитным полем. Расчетной эту мощность называют потому, что размеры и вес трансформатора зависят от величины этой мощности. В трансформаторе вся проходная мощность является расчетной, так как между обмотками трансформатора существует лишь магнитная связь.

В автотрансформаторе между первичной и вторичной цепями помимо магнитнойсвязи существует еще и электрическая.Поэтому расчетная мощность составляет лишь часть проходной мощности, другая ее часть передается между цепями без участия магнитного поля. В подтверждение этого разложим проходную мощность автотрансформатора S_пр = U₂I₂ на составляющие. Воспользуемся для этого выражением (3.5). Подставив это выражение в формулу проходной мощности, получим

S_пр =U₂I₂=U₂(I₁₊I₁₂)=U₂I₁+U₂I₁₂=S_э

+S_расч. (3.7)

Здесь S_э= U₂I₁, — мощность, передаваемая из первичной цепи автотрансформатора во вторичную благодаря электрической связи между этими цепями.

Таким образом, расчетная мощность в автотрансформаторе S_расч= = U₂I₁₂ составляет лишь часть проходной. Это дает возможность для изготовления автотрансформатора использовать магнитопровод меньшего сечения, чем в трансформаторе равной мощности.

Средняя длина витка обмотки также становится меньше; следовательно, умень­шается расход меди на выполнение обмотки автотрансформатора. Одновременно умень­шаются магнитные и электрические потери, а КПД автотрансформатора повышается.

Таким образом автотрансформатор по сравнению с трансформатором равной мощ­ности обладает следующими преимуществами: меньшим расходом активных материалов (медь и электротехническая сталь), более высоким КПД, меньшими размерами и стои­мостью. У автотрансформаторов большой мощности КПД достигает 99,7%.

Указанные преимущества автотрансформатора тем значительнее, чем больше мощность S₃, а следовательно, чем меньше расчетная часть проходной мощности.

Мощность S_Э передаваемая из первичной во вторичную цепь благодаря электрической связи между этими цепями, определяется выражением

S_э = U₂I₁=U₂I₂/k_A=S_пр/k_A, (3. 8)

т.е. значение мощности S_Эобратно пропорционально коэффициенту трансформации автотрансформатора k_A.

Рис. 3.3. Зависимость S_Э/S_ПРот коэффициента трансформации автотрансформатора

Из графика (рис. 3.3) видно, что применение автотрансформатора дает заметные преимущества по сравнению с двухобмоточным трансформатором лишь при небольших значениях коэффициента трансформации. Например, при

k_A = 1 вся мощность автотрансформатора передается во вторичную цепь за счет электрической связи между цепями (S_Э/S_ПР= 1).

Наиболее целесообразно применение автотрансформаторов с коэффициентом трансформации k_A< 2. При большом значении коэффициента трансформации преобладающее значение имеют недостатки автотрансформатора, состоящие в следующем:

1. Большие токи к.з. в случаях понижающего автотрансформатора: при замыкании точек а и х(см. рис. 3.2, а) напряжение U₁подводится лишь к небольшой части витков Аа, которые обладают очень малым сопротивлением к.з. В этом случае автотрансформаторы не могут защитить сами себя от разрушающего действия токов к.з. (см. § 4.1), поэтому токи к.з. ограничиваться сопротивлением других элементов электрической установки, включаемых в цепь автотрансформатора.

2. Электрическая связь стороны ВН со стороной НН; это требуетусиленной электрической изоляции всей обмотки.

3.При использовании автотрансформаторов в схемах понижения напряжения между проводами сети НН и землей возникает напряжение, приблизительно равное напряжению между проводом и землей на стороне ВН.

4. В целях обеспечения электробезопасности обслуживающего персонала нельзя применять автотрансформаторы для понижения напряжения сетей ВН до значений НН, подводимого непосредственно к потребителям.

Рис. 3.4. Трехфазный автотрансформатор

Силовые автотрансформаторы широко применяют в линиях передачи и распределения электроэнергии для связи сетей смежных напряжений, например ПО и 220, 220/и 500-кВ и др. Такие автотрансформаторы обычно выполняют на большие мощности (до 500 МВ-А и выше). Обмотки трехфазных автотрансформаторов обычно соединяют в звезду (рис. 3.4).

Автотрансформаторы применяют в электроприводе переменного тока для уменьшения пусковых токов двигателей значительной мощности (см. § 15.2), а также для регулировки режимов работы злектрометаллургических печей. Автотрансформаторы малой мощности применяют в устройствах радио, связи и автоматики.

Рис. 3.5. Регулировочный одно­фазный автотрансформатор:

1 — ручка для перемещения кон­тактной щетки; 2 — щеткодержа­тель; 3 — обмотка

Широко распространены автотрансформаторы с переменным коэффициентом трансформации. В этом случае автотрансформатор снабжают устройством, позволяющим регулировать величину вторичного напряжения путем изменения числа витков w_ах (См. рис. 3.2). Осуществляется это либо переключателем, либо с помощью скользящего контакта (щетки), перемещаемого непо­средственно по зачищенным от изоляции витками обмотки. Такие автотрансформаторы, называемые регуляторами напряжения, могут быть однофазными (рис. 3.5) и трехфазными.

Контрольные вопросы

1. Каковы достоинства трехобмоточных трансформаторов?

2. Перечислите достоинства и недостатки автотрансформаторов.

3. Зависят ли достоинства автотрансформатора от коэффициента трансформации? Объясните, почему.

4. Объясните устройство автотрансформатора с переменным коэффициентом

трансформации.

Чем отличается автотрансформатор от трансформатора

Автотрансформатор и трансформатор

 

Отличие автотрансформатора от трансформатора заключается в том, что две его обмотки электрически соединяются между собой, что обуславливает передачу мощности от одной обмотки к другой не только электромагнитным, но и электрическим путем.

 

 

У много обмоточного автотрансформатора электрически соединены обмотки ВН и СН, а обмотки НН имеет с ними электромагнитную связь. Три фазы обмоток ВН и СН соединяются в «звезду», и общая нейтраль их заземления; обмотки НН всегда соединяются в «треугольник».

 

Обмотки НН понижающего автотрансформатора помимо своего основного назначения создавать цепь с малым сопротивлением для прохождения токов третьих гармоник и тем самым избегать искажения синусоидального напряжения (улучшает симметрию напряжения в сети) — используется для питания нагрузки, а также для подключения компенсирующих устройств и последовательно регулировочных трансформаторов.

 

Автотрансформаторы не пригодны для использования в сетях с разземленной нейтралью. Объясняется это недопустимым увеличением напряжения выводов обмоток АТ относительно земли, при замыкании на землю фазы в сети СН или ВН, в случае не заземления нейтрали. Так при однофазном замыкании на землю в сети СН на последовательную обмотку соответствующей фазы АТ при незаземленной нейтрали на нем будет воздействовать полное фазное напряжение сети ВН (Uв/√3) вместо напряжения (Uв-Uс/√3), на которое эта обмотка рассчитана, причем напряжение на выводах СН АТ возрастет почти до значения, равного Uв; также резко увеличивается напряжение, приложенное к обмоткам СН неповрежденных фаз. В свою очередь обязательное заземление нейтрали автотрансформатора приводит к чрезмерному увеличению токов однофазного КЗ в сетях, что требует в ряде случаев принятия соответствующих мер для ограничения токов КЗ. Поэтому установка разъединителя в нейтрали автотрансформатора не допускается.

Что такое автотрансформатор?

Авто трансформатор – это разновидность электрического трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотка представляют собой единое целое.

Автотрансформатор: теоретические основы

В автотрансформаторе одна единственная обмотка используется в качестве как первичной, так и вторичной. Однако в двухобмоточных трансформаторах две различные обмотки используются и с первичной, и с вторичной целью. Схема такого автотрансформатора показана ниже:

Схема автотрансформатора

Обмотка AB и общее число оборотов N1 считается первичной обмоткой. Такую обмотку отводят из точки C, а участок ВС рассматривается как вторичная обмотка. Давайте предположим, что число витков между точками B и C является N2.

Если напряжение V1 проходит через обмотку на участке между A и C, тогда напряжение на отрезке 1 витка в данной обмотке составляет V1/N1.

Таким образом, напряжение на участке ВС будет V1/N1*N2=V2, а значит, V2/V1=N2/N1=константа k.

Так как участок обмотки BC рассматривается как вторичный, можно легко понять, что значение константы ′k′ является ни чем иным, как отношение напряжений данного автотрансформатора.

Когда нагрузка дается на участок между вторичными клеммами, то есть между B и C, тогда показатель тока будет I2. Ток во вторичной обмотке или в общей обмотке – это перепад между I1 и I2.

Видео: Автотрансформаторы и их применение

Автотрансформатор и экономия потребления меди

А сейчас мы обсудим экономию потребления меди в авто трансформаторе и сравним ее с показателями в обычном двухобмоточном электрическом силовом трансформаторе.

 

Общеизвестно, что вес любой медной обмотки зависит от ее длины и поперечного сечения. Опять же, длина проводника в обмотке пропорциональна числу его оборотов и типу его сечения (площадь поперечного сечения зависит от номинального тока).

Таким образом, вес меди в обмотке прямо пропорционален числу оборотов и показателю номинального тока обмотки.

Итак, вес меди в сечении, где проходит переменный ток, пропорционален (N1 — N2) I1 и, аналогично, вес меди на участке BC пропорционален N2 (I2 — I1), то есть, общий вес меди в обмотке автотрансформатора пропорционален:

(N₁ — N₂) I₁ + N₂ (I₂ — I₁) ⇒ N₁I₁ — N₂I₁ + N₂I₂ — N₂I₁ ⇒ N₁I₁ + N₂I₂ — 2N₂I₁ ⇒ 2N₁I₁ — 2N₂I₁ (поскольку N₁I₁ = N₂I₂) ⇒ 2 ( N₁I₁ — N₂I₁ ).

Аналогичным образом можно доказать, что удельный вес меди в двухобмоточном трансформаторе пропорционален:

N1I1 + N2I2⇒ 2N1I1 (поскольку в трансформаторе N1I1 = N2I2)

Давайте предположим, что W_a и W_TW являются показателями веса меди в авто трансформаторе и двухобмоточном трансформаторе соответственно, а значит:

Формулы

Экономия потребления меди в авто трансформаторе по сравнению с двухобмоточным равна:
⇒ W_TW — W_a = kW_tw

Однофазный трансформатор 400/220 киловольт

Однофазный трансформатор 400/220KV

Автотрансформатор использует только одну обмотку в каждой фазе по сравнению с двумя совершенно отдельными обмотками в обычном силовом трансформаторе.
Преимущества использования авто трансформатора

Для коэффициента трансформации 2 размер авто трансформатора будет составлять приблизительно 50% от соответствующего размера 2 в случае с обычным обмоточным трансформатором. Для коэффициента трансформации, скажем, 20, размер должен быть около 95%. Экономия в стоимости, конечно же, будет составлять не аналогичную пропорцию. Экономия затрат весьма заметна тогда, когда коэффициент трансформации является низким, то есть менее 2.

Недостатки использования авто трансформатора

1. Из-за электропроводности при помощи как первичной, так и вторичной обмоток, низковольтная схема зависит от высокого напряжения. Чтобы избежать сбоя в сети, необходимо разработать схему обеспечения низкого напряжения для того, чтобы выдерживать более мощную нагрузку.
2. Поток рассеяния между первичной и вторичной обмотками мал, следовательно, сопротивление является достаточно низким. А это может привести к короткому замыканию в условиях неисправности системы.
3. Соединения на первичном и вторичном блоках обязательно должны быть одинаковыми, за исключением случаев использования взаимосвязанных главных соединений. По сути, возможны осложнения в связи с изменением первичного/вторичного фазового угла, особенно в случае соединения «треугольником».
4. Из-за общей нейтральности главного подключения в авто трансформаторе нет возможности для функционирования системы с заземленной нейтралью только с одной стороны. Поэтому оба блока должны иметь свой собственный ​​нейтралитет относительно земли или изолированы полностью.
5. Намного труднее сохранить электромагнитный баланс обмотки, если присутствуют отводы регулировки напряжения. Следует помнить, что такое балансирование в авто трансформаторе напрямую связано с увеличением размера корпуса трансформатора. Если диапазон отвода очень большой, то преимущества экономии на первоначальной стоимости значительно теряются по большому счету.

 

---

Чем отличается трансформатор от автотрансформатора

Для работы электрооборудования различного назначения требуется разное напряжение. Так, например, бытовое оборудование рассчитано на 220 или 110 В. Промышленное — обычно на 380 В. А так как при передаче электрического тока на большие расстояния требуется высокое напряжение (для снижения общих потерь электроэнергии при транспортировке), то для питания местных сетей его последовательно по ступеням снижают. Все эти преобразования напряжений осуществляют с помощью трансформаторов или же их разновидности — автотрансформаторов.

Трансформаторы, в зависимости от потребностей, бывают повышающие (повышают напряжение) и понижающие (понижают напряжение). И в том, и другом случае сущность работы данного прибора одна — добиться требуемого напряжения электрического тока.

Определение

Трансформатор — статический электромагнитный агрегат, преобразующий переменный ток одного напряжения в ток другого напряжения (понижает или повышает), а также для преобразования частоты и числа фаз.

Трансформатор обычно состоит из нескольких обмоток (двух и более), намотанных на общий стальной сердечник. Одна обмотка подключается к источнику переменного тока, а другая (другие) обмотка соединяется с потребителем электрического тока. Действие прибора основано на использовании электромагнитной индукции (закон Фарадея). Иными словами, изменение проходящего через обмотку магнитного потока создает  в этой обмотке электродвижущую силу. В трансформаторах, работающих на сверхвысоких частотах, иногда может отсутствовать магнитопровод, такие устройства называются воздушными. В случаях, когда требуется менять напряжение в небольших пределах, используют автотрансформатор. 

Конструкция трансформатора

Автотрансформатор — это такой тип трансформатора, где первичная и вторичная обмотки объединены в одну (вторая является неотъемлемой частью первой). За счет этого они имеют между собой не только электромагнитную, но и электрическую связь. Кроме того, обмотка автотрансформатора оборудована, как минимум, тремя выводами, благодаря чему имеется возможность подключения к разным выводам, и получения на выходе различных напряжений.

к содержанию ↑

Отличие

Итак, главным отличием трансформатора от автотрансформатора является количество обмоток. У трансформаторов их две и более, у автотрансформаторов одна.

Автотрансформаторы нашли широкое применение в сетях с напряжением 150 кВ и выше, за счет меньшей, чем у трансформаторов, стоимости, меньшим потерям в обмотках активной мощности (в сравнении с трансформаторами такой же мощности). Кроме того, автотрансформаторы по своим габаритам гораздо меньше трансформаторов.

Главным преимуществом автотрансформаторов перед другими видами трансформаторов, является их  более высокий КПД, так как преобразованию в них подвергается только часть мощности. Кроме того, из-за меньшего расхода стали для сердечника, меди на обмотки, меньшим габаритам и весу стоимость данного вида трансформаторов существенно ниже, чем у других вариантов.

Недостатком автотрансформаторов (в сравнении с трансформаторами) является отсутствие между первичной и вторичной обмотками электрической изоляции. Это не важно для промышленных сетей, где в любом случае нулевой провод обязательно заземляется, но неприемлемо для применения в быту, т.к. при авариях в автотрансформаторах высшее напряжение с первичной обмотки вполне может оказаться приложенным к низшему (пробой изоляции токопроводящих частей). В результате, все части установки будут соединены с высоковольтной частью, что недопустимо по правилам безопасности при обслуживании подобного оборудования. Для бытовых нужд обычно используется более надежный и безопасный трансформатор.

к содержанию ↑

Выводы TheDifference.ru

1. Количество обмоток у трансформатора две и более, у автотрансформатора — одна.
2. Автотрансформатор менее надежен и более опасен в эксплуатации, чем трансформатор.
3. Стоимость автотрансформатора значительно ниже, чем у трансформатора.
4. У автотрансформатора более высокий, чем у трансформатора, КПД.
5. Трансформатор, в отличие от  автотрансформатора, имеет значительно большие размеры.

Конструкция, работа, экономия меди и применение

Как мы знаем, трансформатор включает в себя две обмотки, и основная функция этих обмоток — изменять уровень напряжения до желаемого уровня. Двухобмоточный трансформатор включает в себя две отдельно соединенные магнитные катушки без электрического соединения между ними. В этой статье мы обсудим трансформатор, который изменяет уровень напряжения через одну катушку. Поскольку уровень напряжения также можно довольно эффективно преобразовать через одну катушку с помощью автотрансформатора. Таким образом, мы можем понизить уровень напряжения с 400 В до 200 через трансформатор с одной катушкой с соответствующими изоляционными лентами. В этой статье обсуждается обзор того, что такое Автотрансформатор, конструкция с рабочими и его приложениями.

Что такое автотрансформатор?

Определение: Трансформатор с одной обмоткой известен как Автотрансформатор. Термин «авто» происходит от греческого слова, означающего, что работает только одна катушка. Принцип работы автотрансформатора аналогичен двухобмоточному трансформатору, но с той лишь разницей, что части одиночной обмотки в этом трансформаторе будут работать с обеих сторон обмоток, таких как первичная и вторичная.В обычном трансформаторе он включает две отдельные обмотки, которые не связаны друг с другом. Схема автотрансформатора представлена ​​ниже.

Автотрансформатор

Автотрансформаторы легче, меньше по размеру, дешевле по сравнению с другими трансформаторами, но они не обеспечивают гальванической развязки между двумя обмотками.

Конструкция автотрансформатора

Мы знаем, что трансформатор имеет две обмотки, а именно первичную и вторичную, которые соединены магнитным полем, но изолированы электрически.Но в автотрансформаторе используется одна обмотка, как и обе обмотки.

Существует два типа автотрансформатора в зависимости от конструкции. В одном из типов трансформаторов имеется непрерывная обмотка с выводами отводов в удобных местах, определяемых желаемым вторичным напряжением. Однако в автотрансформаторе другого типа есть две или более отдельных катушек, которые электрически соединены, образуя непрерывную обмотку. Конструкция Автотрансформатора показана на рисунке ниже.

auto-transformer-construction

Первичная обмотка AB, от которой происходит ответвление в точке «C», так что CB действует как вторичная обмотка. Напряжение питания подается на AB, а нагрузка подключается к CB. Здесь отвод может быть фиксированным или переменным. Когда переменное напряжение V1 подается на AB, в сердечнике создается переменный поток, в результате чего в обмотке AB индуцируется ЭДС E1. Часть этой наведенной ЭДС отбирается во вторичной цепи.

На приведенной выше схеме обмотка представлена ​​как «AB», тогда как общее количество витков «N1» считается первичной обмоткой.В указанной выше обмотке от точки «C» отводится отвод, а участок «BC» можно рассматривать как вторичную обмотку. Предположим, что количество витков между точками B&C равно «N2». Если напряжение «V1» приложено к переменному току обмотки, тогда напряжение для каждого витка внутри обмотки будет V1 / N1.

Следовательно, напряжение на участке BC обмотки будет (V1 / N1) * N2

Из приведенной выше конструкции напряжение для этой обмотки BC будет ‘V2’

Следовательно, (V1 / N1) * N2 = V2

V2 / V1 = N2 / N1 = K

Когда участок BC в обмотке AB можно считать вторичным.Таким образом, «K» — это постоянное значение, это не что иное, как отношение напряжения или числа оборотов в трансформаторе.

Когда нагрузка подключается между клеммами BC, начинает течь ток нагрузки, такой как «I2». Протекание тока во вторичной обмотке будет основным отличием токов «I1 и I2».

Экономия меди

В автотрансформаторе можно обсудить экономию меди по сравнению с обычными двухобмоточными трансформаторами. В указанной выше обмотке вес меди в основном зависит от ее длины, а также от площади поперечного сечения.

Опять же, длина проводника внутри обмотки может быть пропорциональна номеру. число витков, а также площадь поперечного сечения изменяется в зависимости от номинального тока. Таким образом, вес меди внутри обмотки может быть прямо пропорционален произведению № витков и номинальный ток обмотки.

Таким образом, вес меди в секции переменного тока пропорционален I1 (N1-N2). Точно так же вес меди в секции BC пропорционален N2 (I2-I1).

Следовательно, вес всей меди в обмотке этого трансформатора пропорционален,

= I1 (N1-N2) + N2 (I2-I1)

= I1N1-I1N2 + I2N2-N2I1

= I1N1 + I2N2-2I1N2

Мы знаем, что N1I1 = N2I2

= I1N1 + I1N1-2I1N2

= 2I1N1-2I1N2 9-2 (I1N1-2I1N2) 9-2 (I1N1-2I1N2) 9-2 (I1 доказано, то вес меди в двух обмоточных трансформаторах может быть пропорционален N1I1-N2I2

Так как в трансформаторе N1I1 = N2I2

2N1I1 (Поскольку в трансформаторе N1I1 = N2I2)

В автотрансформаторе предположим, что веса медь как Wa и Wtw, а также две обмотки, соответственно,

Таким образом, Wa / Wtw = 2 (N1I1-N2I1) / 2N1I1

= N1I1-N2I1 / 2N1I1 = 1-N2I1 / N1I1

=

1-N2 / N1 = 1-K

Следовательно, Wa = Wtw (1-K) = Wtw- k Wtw

Таким образом, экономия меди в трансформаторе, когда мы оценивали с двумя обмоточными трансформаторами, составляет

Wtw-Wa = k Wtw

В этом трансформаторе используется просто одна обмотка для каждой фазы по сравнению с двумя отдельными обмотками в обычном трансформаторе.

Преимущества автотрансформатора

Преимущества

• В нем используется одна обмотка, поэтому они меньше по размеру и экономичны.
• Эти трансформаторы более эффективны
• Для них требуются меньшие токи возбуждения по сравнению с трансформаторами обычного типа.
• В этих трансформаторах напряжение можно легко и плавно изменять.
• Улучшенное регулирование
• Меньшие потери
• Требуется меньше меди.Эти потери будут происходить из-за уменьшения материала трансформатора.

Недостатки автотрансформатора

Недостатки

• В этом трансформаторе вторичная обмотка не может быть изолирована от первичной.
• Применяется в зонах с ограниченным доступом, где необходима небольшая разница между напряжением o / p и напряжением i / p.
• Этот трансформатор не используется для соединения систем высокого и низкого напряжения.
• Поток утечки между двумя обмотками невелик, поэтому полное сопротивление будет ниже.
• Если обмотка в трансформаторе обрывается, трансформатор не будет работать, тогда полное первичное напряжение будет видно на o / p.
• Это может быть опасно для нагрузки, когда мы используем автотрансформатор, например понижающий трансформатор. Таким образом, этот трансформатор используется только для небольших изменений напряжения o / p.

Применения автотрансформатора

Применения

• Увеличивает падение напряжения в распределительном кабеле
• Используется в качестве регулятора напряжения
• Используется в аудио, распределительной сети, передаче электроэнергии и на железных дорогах
• Автотрансформатор с несколькими ответвлениями используется для пуска двигателей как асинхронных, так и синхронных.
• Используется в лабораториях для непрерывного получения переменного напряжения.
• Используется как регулирующие трансформаторы в стабилизаторах напряжения.
• Повышает напряжение в фидерах переменного тока.
• Применяется в центрах тестирования электроники, где требуется часто меняющееся напряжение.
• Он используется там, где необходимы высокие напряжения, например, усилители или усилители.
• Он используется в аудиоустройствах, таких как динамики, для согласования импеданса, а также для настройки устройства на непрерывную подачу напряжения.
• Он используется на электростанциях, где напряжение должно понижаться и повышаться, чтобы равняться напряжению на приемном конце, которое необходимо для устройства.

Часто задаваемые вопросы

1). В чем функция автотрансформатора?

Этот трансформатор используется для управления напряжением в линии передачи, а также изменяет напряжения, когда соотношение первичной и вторичной обмоток близко к единице.

2). Почему автотрансформатор не используется в качестве распределительного трансформатора?

Потому что он не обеспечивает гальванической развязки обмоток, как это делает обычный трансформатор.

3). Какова роль автотрансформатора на подстанции?

Автотрансформатор часто используется на подстанциях для повышения или понижения напряжения там, где отношение высокого напряжения к низкому напряжению мало.

Итак, это все об обзоре автотрансформатора, конструкции, работы, преимуществах, недостатках и областях применения. Вот вам вопрос, в чем главное отличие автотрансформатора от силового?

Автотрансформатор — Шаг вниз, шаг вверх.Преимущества — Применение

Автотрансформатор или автотрансформатор — это трансформатор, в котором часть обмотки принадлежит как первичной, так и вторичной обмотке трансформатора. Его принцип работы такой же, как и у обычного трансформатора, тогда соотношение между входным и выходным напряжениями, входным и выходным токами и соотношение количества витков между первичной и вторичной обмотками такое же.

Токи первичной и вторичной обмоток протекают в противоположных направлениях, поэтому общий ток, протекающий через общую часть обмотки, равен разнице между током в обмотке низкого напряжения и током в обмотке высокого напряжения. обмотка напряжения.

Для правильной работы автотрансформатора обе обмотки должны иметь одинаковую чувствительность. Коэффициент трансформации этого трансформатора близок к «1».

Понижающий автотрансформатор

Если переменное напряжение приложено к точкам A и B, а выходное напряжение измерено в точках C и D, получается более низкое напряжение. Этот трансформатор представляет собой понижающий автотрансформатор. В этом случае коэффициент трансформации = Ns / Np <1.

Повышающий автотрансформатор

Если переменное напряжение приложено к точкам C и D, а выходное напряжение измеряется в точках A и B, большее значение напряжение получается.Этот трансформатор является повышающим автотрансформатором. В данном случае коэффициент трансформации равен: Ns / Np> 1.

Преимущества и недостатки автотрансформатора

— Преимущества

• Автотрансформаторы имеют меньший вес и меньшую стоимость.
• Вместо обмотки высокого напряжения из N1 витков, для обмотки низкого напряжения необходимо предусмотреть количество витков N2. Дополнительное количество витков N1 — N2.
• Также необходимо учитывать, что провод общей секции обмотки должен иметь медное сечение, которое зависит от разности токов между обмоткой низкого и высокого напряжения.
• Еще одним преимуществом является отсутствие разделения (изоляции) между первичной обмоткой и вторичной обмоткой. Однако это приводит к тому недостатку, что первичная обмотка не является независимой от вторичной.
• Такой трансформатор может быть опасен для человека, так как между заземлением и общей проводной частью вторичной и первичной обмоток есть напряжение первичной обмотки. См. Схему понижающего автотрансформатора.

— Недостатки

• Нагрузка может быть напрямую подключена к источнику высокого напряжения, если изоляция между обеими обмотками этого трансформатора выходит из строя.
• Имеет высокий ток короткого замыкания.

Применение автотрансформатора

• Плавный пуск (пониженное напряжение) для двигателей с короткозамкнутым ротором, чтобы избежать высокого потребления тока при запуске. Таким образом, при запуске прикладывается от 50% до 60% первичного напряжения.
• Позволяет компенсировать падение напряжения в распределительных кабелях в электроустановках на больших расстояниях (например, в сельской местности).
• Для соединения трансформаторов, например, в системах 132 кВ / 330 кВ.

Обычный трансформатор, подключенный как автотрансформатор

Подключение показано на следующих изображениях, где:

• Для получения «понижающего автотрансформатора» с использованием обычного трансформатора необходимо подключить нижний вывод первичной обмотки. к верхнему выводу вторичной обмотки и от этой точки подключения получается выход трансформатора.
• Для получения «повышающего автотрансформатора» нижний вывод первичной обмотки должен быть соединен с верхним выводом вторичной обмотки.Вход в этом случае находится на стыке обеих обмоток, а выход — на верхнем выводе первичной обмотки.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор — это устройство, в котором части одной обмотки являются общими как для первичной, так и для вторичной обмотки, сделанных из проводников разного сечения и намотанных на общую

Стальной сердечник

. В понижающем автотрансформаторе, например, две обмотки, электрически соединенные последовательно, образуют общую обмотку высокого напряжения.Одна из двух обмоток, которые являются частью обмотки ВН, служит обмоткой НН. Итак, в отличие от обычного трансформатора, автотрансформатор имеет как индуктивную, так и проводящую связь между своими обмотками.

Принципиальная схема понижающего автотрансформатора представлена ​​на рис. 6.7. Как видно, первичная (ВН) обмотка содержит все w ₁ витков между выводами A, и X, , а вторичная (LV) обмотка имеет w ₂ витков между ответвлением и выводом. Х.

На холостом ходу, когда I ₂ = 0, если падение напряжения на импедансе первичной обмотки не учитывается, уравнения равновесной ЭДС для первичной и вторичной обмоток могут быть записаны в виде: В ₁ = E ₁ = 4,44 w ₁ f Φ _м и V ₂ = E ₂ = 4,44 w _{2 2} . Коэффициент преобразования здесь составляет V _1/ V ₂ = w ₁ / w ₂ = n.

Если вторичная обмотка питает определенную нагрузку, ток I ₂ протекает во вторичной цепи. Пренебрегая потерями энергии, мощность, потребляемую автотрансформатором из цепи питания, можно принять равной мощности, подаваемой во вторичную цепь, P = V ₁ I ₁ = V ₂ I ₂ . откуда I ₁ / I ₂ = w ₂ ! W _x = 1 / n.

Таким образом, основные соотношения для обычного трансформатора справедливы и для автотрансформатора.

В общей секции a-X, первичный ток I ₁ и вторичный ток I ₂ протекают в противоположных направлениях. Если пренебречь током холостого хода, величина которого очень мала, можно предположить, что токи I ₁ и I ₂ сдвинуты по фазе на 180, а ток I ₁₂ в общий участок aX равен разнице между I ₂ и I ₁ : I ₁₂ = I ₂ — I ₁ = I / ₂ ( 1 1/ n).

В понижающем автотрансформаторе ток I ₁₂ течет в том же направлении, что и I ₂ . В повышающем автотрансформаторе I ₁₂ противоположно направлению I ₂ .

Преимуществами автотрансформатора перед обычным трансформатором той же мощности являются меньшее количество используемой обмоточной проволоки и стали, меньшие потери мощности, более высокий КПД и меньшие колебания напряжения при изменении нагрузки на устройство.

Для автотрансформатора требуется меньшая масса провода, чем для обычного трансформатора такой же мощности, который пропускает ток такой же плотности. Дело в том, что последняя имеет две обмотки, из которых первичная содержит w ₂ витков провода одного сечения и вторичная w ₂ витков провода другого сечения для тока I ₁ и I ₂ соответственно. Автотрансформатор также имеет два

обмоток Аа, и аХ, жилы которых различаются по сечению. Но первая обмотка содержит w ₁ w ₂ витков провода, рассчитанного на ток I ₁ , а вторая состоит из w ₂ витков провода, предназначенного для разности токов Я ₁₂ = Я ₂ Я ₁ .

Сердечник автотрансформатора также меньше в поперечном сечении и по массе, чем у обычного трансформатора. Что объясняет этот факт, так это то, что последний преобразует энергию из первичной во вторичную за счет электромагнитной индукции.Первый фактически преобразует определенную часть выработанной энергии; оставшаяся часть проходит непосредственно от первичной обмотки посредством электрического соединения, не проходя через вторичную обмотку. Следовательно, автотрансформатору требуется меньшее количество электромагнитной энергии для передачи энергии от первичной обмотки к вторичной.

Выходная мощность автотрансформатора, питающего резистивную нагрузку, составляет P ₂ = V ₂ I ₂ . Учитывая, что I ₂ = I ₁ + I / ₁₂ , получаем P ₂ = V ₂ I ₁ + V ₂ I = P _e + P _m , где P _e — электрическая мощность, а P _m — электромагнитная мощность, определяющая требуемый магнитный поток, поперечное сечение магнитопровода, и его масса.Эта мощность P _м — это номинальная мощность автотрансформатора.

Но этот тип трансформатора имеет существенные недостатки: малый импеданс короткого замыкания, который приводит к сильному току короткого замыкания, а также к преобразованию энергий, которые лишь незначительно отличаются по напряжениям из-за большой разницы напряжений между электрически подключенной первичной вторичный делает это устройство небезопасным. Электрическое соединение также делает невозможным использование автотрансформатора для подачи питания на нагрузку с заземленным полюсом, такую ​​как выпрямительный блок.

Достоинства автотрансформатора проявляются более ярко, когда он работает с коэффициентом трансформации n , максимально близким к единице. Это объясняет, почему это устройство используется для преобразования энергии при n = от 1 до 2.

Трехфазные автотрансформаторы, используемые в трехфазных сетях, обычно имеют обмотки, соединенные звездой.

:

Автотрансформатор

— Итальянский перевод — Linguee

Модельный ряд состоит из моделей с мощностью от 0.От 5 до 830 кВА и использовать две различные технологии регулирования напряжения: a) статическая технология переключения для нагрузок с однофазным потреблением (до 8 кВА) и трехфазным (до 24 кВА) b) электродинамическое […] технология регулирования через серию […] трансформатор и вари ab l e автотрансформатор f o r нагрузки с трехфазными [. ..] абсорбция (до 830 кВА). ирем.ит	Гамма — это стоимость моделей с вариациями мощности 0,5 и 830 кВА, которые используются из-за различных технологий регулирования напряжения и разнообразия: a) технология статического переключения для различных устройств, обеспечивающих сборку монофазного блока 8 кВА и трехфазного блока 24 кВА; б) технология а […] regolazione elettrodinamica tramite […] trasform at ore s eri e ed autotrasformatore va ri abi le pe r carichi […] с трехфазным разъемом 830 кВА. ирем.ит
При наличии сетевого или необходимого напряжения […] по нагрузке имеет другое значение, чем […] Номинальное значение ИБП , a n автотрансформатор f o r регулировка напряжения […] можно добавить. borri. it	Принципиальное напряжение или напряжение в мире […] valori diversi rispetto a quello nominale […] dell’UPS, si può agiu nge re un autotrasformatore pe r l ’ adegu am ento della […] натяж. borri.it
T h e автотрансформатор a n d конденсаторные устройства […] показано на рисунках 13 и 14. sdiautomazione.it	L ’autotrasformatore e i co nde nsato ri di rifasamento […] sono mostrati in figura 13 e figura 14 .. sdiautomazione.it
I f a n автотрансформатор i s u tilized, основной корпус или […] Блок питания может быть поврежден. panasonic-electric-works. it	S e si us a un’autotrasformatore, i l cor po pr in cipale […] o l’alimentazione potrebbero esserne danneggiati. panasonic-electric-works.it
BB05 42 I I Автотрансформатор w i th 6 скоростей для подключения […] на традиционные термостаты BM0151II Настенное управление с термостатом, лето / зима […] Селектор и переключатель скорости BM0152II Встроенный регулятор с термостатом, переключателем «лето / зима» и переключателем скорости? innovaenergie.com	B B05 42 II Autotrasformatore a 6 velo cità p er connessione […] термостат традиционного типа BM0151II Comando a parete con […] termostato, selettore estate / inverno e selettore di velocità BM0152II Comando ad incasso con termostato, selettore estate / inverno e selettore velocità? innovaenergie. com
Идеально подходит для solid-st на e , автотрансформатор o r r управление реактором, […] Пускатели пониженного напряжения CENTERLINE® обеспечивают плавный пуск, а пускатели […] Остановка для защиты ваших двигателей. ab.rockwellautomation.com	Gli avviatori a stretch ridotta […] CENTERLINE® , ide ali pe r autotrasformatori a s tato sol id o o controllo […] della reattanza, permette […] авиационный и постепенный арест для защиты и двигателя. ab.rockwellautomation.com
Бюллетень 573 и 12 7 3 Автотрансформатор C o mb ination Стартер и […] Панель насоса с автоматическим выключателем ab. rockwellautomation.com	Avviator e combi nat o c на autotrasformatore e pan nel lo po mp a con […] Interruttore automatico серия 573 e 1273 ab.rockwellautomation.com
Что касается электромеханического управления, […] наш ассортимент включает s n автотрансформатор w i th 6 скоростей, что позволяет […] широкий выбор желаемых […] диапазонов для подключения многоскоростных термостатов. инноваэнергия.com	Per Quanto Concerne i Controlli di […] типо elettromeccanico, è presente […] nella no stra gam ma un autotrasformatore a 6 v elo cità c he consente […] un’ampia selezione dei range […] Desiderati for il collegamento ai termostati multi velocità. innovaenergie.com
Если устройство должно быть […] питание от внешнего источника rn a l автотрансформатор t o r регулируйте напряжение, убедитесь, что общий вывод t h Автотрансформатор i s c on подключен к нейтрали […] цепи питания. ceia.net	Seale apparecchio deve essere […] alimentato m ed iant e un autotrasformatore este rno pe r adattare la натяжитель, assicurarsi che il morsetto c omune de la morsetto c omune 905 905 905 905 905 66 si ac olleg at o al нейтро […] del circuito d’alimentazione. ceia.net
ВАЖНО При использовании g a n автотрансформатор , m ak e убедитесь, что фаза [. ..] Напряжение относительно нейтрали / земли не превышает номинальное входное напряжение привода. Literate.rock … lautomation.com	ВАЖНО S e si ut или zza un autotrasformatore, as sic ura rsi c he le натяжной […] из нержавеющей стали / terra non siano superiori […] номинальное напряжение в одежде. Literate.rock … lautomation.com
2) Найдите t h e автотрансформатор ( B ) справа от основания. coemar.eu	2) Id en tifi cate l ’autotrasformatore (B ) post o su l lato destro […] della base. coemar.eu
Бюллетень 5 7 0 автотрансформатор s t ar ters обеспечивают максимальную [. ..] пусковой крутящий момент на ампер линейного тока. ab.rockwellautomation.com	Gl i avvia tor i c на autotrasformatore se rie 57 0 для ni scono […] la coppia d’avviamento pi elevata per ampere di corrente di linea. ab.rockwellautomation.com
Изолированный, неизолированный — Step Up Do w n Автотрансформатор digikey.de	Isolati, n on is ola ti — Автотрасформатор в s ali ta / di sc esa digikey.это
На рисунке 25 показано t h e автотрансформатор a n d Associ at e d y , которые подключают трансформатор к [. Похожие записи 21.11.2024 0 Особенности питания кормящей мамы: что можно и нельзя есть при грудном вскармливании 19.11.2024 0 Новорожденный какает слизью: причины появления слизи в кале грудничка 19.11.2024 0 Гемангиома у новорожденных: причины, виды, лечение и профилактика Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт