Автотрансформатор схема: Автотрансформатор: устройство, схема, принцип действия

Автотрансформатор: устройство, схема, принцип действия

Электрические потребители нуждаются в трансформации тока до требуемого значения напряжения. Если подобные изменения не определяются в небольшом пределе, можно применять специальный агрегат. Обычный трансформатор имеет в своем составе две катушки. Специальный прибор может иметь всего одну совмещенную обмотку. Это и есть автотрансформатор. Его применяют в том случае, если показатель преобразования не составляет более 1.

В этом случае разница между уровнем тока в первичной и вторичной обмотке будет небольшой. Что такое автотрансформатор, а также основные принципы его работы будет рассмотрено далее.

Принцип устройства

Автотрансформаторы характеризуются определенным устройством и принципом действия. Их первая обмотка является частью второго контура или наоборот. Такие цепи характеризуются электромагнитной и гальванической связью. Повышающий и понижающий агрегат применяются во многих сферах деятельности человека.

Причем его характеристики определяются особенностями включения обмоток.

При подключении к катушке переменного тока в сердечнике определяется магнитный поток. В каждом из существующих витков в этот момент будет индуктироваться электродвижущая сила. Причем ее величина будет идентична.

Схема автотрансформатора объясняет принцип работы агрегата. При подсоединении нагрузки вторичный электрический поток будет перемещаться по обмотке. По этому же проводнику в этот момент движется и первичный ток. Оба потока геометрически складываются. Поэтому на обмотку станет подаваться совсем незначительный электрический ток.

Особенности

Схема замещения автотрансформатора позволяет сэкономить на количестве медного проводника. Для такого оборудования необходима проволока меньшего сечения. Это обеспечивает значительную экономию материалов и относительно невысокую стоимость аппарата. Сократить расходы на изготовление представленного оборудования удается благодаря снижению количества стали для изготовления магнитопривода.

Силовые трансформаторы и автотрансформаторы значительно отличаются размером сечения сердечника.

Устройство современного автотрансформатора делает оборудование востребованным, если показатель трансформации приближается к 1 или находится в пределах от 1,5 до 2. Если же коэффициент будет больше 3, применение подобного прибора становится неоправданным.

По многим параметрам принцип работы автотрансформатора, его конструкция и детали мало отличаются от обычных двухобмоточных трансформаторов.

Различные режимы работы автотрансформаторов позволяют устранить недостатки бытовой электросети. Это необходимо, например, когда напряжение не дотягивает или, наоборот, немного превышает стандартную норму 220 В. Особенности конструкции автотрансформатора позволяют выполнять настройку с определенным шагом. Электронный автотрансформатор, имеющий в своем составе коммутационную и регулирующую систему выполняет этот процесс автоматически.

Разновидности

На выбор разновидности автотрансформатора влияет его назначение и условия эксплуатации. Чаще всего применяется восемь типов представленных агрегатов:

1. ВУ-25-Б. Создан для уравнивания токов вторичной обмотки при использовании схемы дифференциальной защиты силовых трансформаторов.
2. АТД. Мощность находится на уровне 25Вт. Имеет устаревший тип конструкции. Он долго насыщается и применяется достаточно редко.
3. ЛАТР-1. Принцип действия этого автотрансформатора позволяет применять его при нагрузке 127В.
4. ЛАТР-2. Изготавливается для бытовой сети (220В). В ЛАТРе позволяется регулировать напряжение при помощи скользящего по виткам катушки контакта.
5. ДАТР-1. Применяется при незначительной нагрузке в специальном оборудовании.
6. РНО. Используется в условиях повышенной нагрузки.
7. РНТ. Эксплуатируется при наиболее сильных нагрузках в сетях специального назначения.
8. АТНЦ. Применяется для телеизмерительных приборов.

Также существует разделение на агрегаты малой мощности (до 1 кВ), средней мощности (больше 1 кВ) и силовые типы.

Однофазные разновидности

Сегодня применяются однофазный и трехфазный автотрансформатор. В первом случае оборудование представлено такой разновидностью, как ЛАТР. Его применяют для низковольтных сетей. При повышенном напряжении требуется понижающая конструкция, например, автотрансформатор типа 220/110 или 220/100. В этом случае вторичная обмотка входит в состав первичного контура. Повышающий тип автотрансформаторов, наоборот, включает первичную обмотку в состав вторичного контура.

В обеих разновидностях устройств регулирование производится посредством скольжения подвижного контакта по обмоточным виткам. ЛАТРы состоят из магнитопривода кольцеобразной формы. Его обмотка включает в себя один слой. Она состоит из изолированного провода из меди.

Однофазные автотрансформаторы имеют несколько ответвлений, которые отходят от обмотки. Именно эти элементы конструкции определяют, будет ли агрегат работать на повышение или понижение напряжения сети. Чтобы получить плавность настройки вторичного напряжения создается небольшая дорожка на поверхности обмотки. Она очищена от слоя изоляции. По этой дорожке перемещается роликовый или щеточный контакт. Регулировка осуществляется в пределах от 0 до 250 В.

Трехфазные разновидности

Наряду с однофазными применяются и трехфазные аппараты. Они отличаются типом обмотки. Существует автотрансформатор трехфазного типа с двумя и тремя контурами.

Чаще всего обмотки в подобных устройствах соединяются в виде звезды. Они имеют выведенную отдельно точку нейтрали. При помощи направления подведения напряжения выполняется понижение или повышение. Этот принцип положен в основу старта работы мощного двигателя, регулирования электрического тока по ступенчатой системе. Трехфазный тип автотрансформаторов применяется для нагревательных элементов печей.

Приборы с тремя обмотками используются в сетях высоковольтного типа. При этом со стороны высшего напряжения агрегат соединяется с нулевым проводом в звезду. Этот тип контакта способен снизить напряжение с учетом особенностей изоляции аппаратуры. Применение подобных приборов способно повысить уровень КПД системы, а также сэкономить затраты на совершение передачи электроэнергии. Однако в этом случае повышается количество токов короткого замыкания.

Наличие гальванической связи между совмещенными контурами не позволяют использовать представленное оборудование в силовых сетях (6-10 кВ), если напряжение понижается до 0,38 кВ. В этом случае трехфазное напряжение 380В подается непосредственно к электрическим потребителям. На таком оборудовании могут работать люди. Во избежание несчастных случаев применяются в подобных условиях другие разновидности агрегатов.

Недостатки

Перед тем, как вводить в эксплуатацию представленное оборудование, необходимо изучить его основные недостатки:

• Схема низковольтного типа будет значительно зависеть от высокого уровня напряжения. Чтобы избежать возникновения сетевого сбоя, потребуется создать продуманную систему подачи низкого напряжения. Только в таком случае прибор сможет перенести повышенные нагрузки.
• Поток, рассеивающийся между обмотками, незначителен. При возникновении определенных неисправностей может возникнуть короткое замыкание. Его вероятность в этом случае значительно увеличивается.
• Соединения, которые создаются между вторичными и первичными обмотками, должны быть идентичными. В противном случае могут возникнуть некоторые проблемы при работе агрегата.
• Невозможно создать систему с заземлением с одной стороны. Нейтралью должны обладать оба блока.
• Представленная система делает трудной задачей сохранение электромагнитного баланса. Для улучшения этого показателя потребуется увеличить корпус прибора. Если диапазон трансформации будет значительным, экономия ресурсов будет незначительной.

Также следует отметить, что выполняя ремонт автотрансформатора, устраняя возникшие неполадки и аварийные ситуации, может снизиться безопасность работы обслуживающего персонала. Высшее напряжение может наблюдаться и на низшей обмотке. В этом случае все элементы системы окажутся подведены к высоковольтной части. По правилам безопасности такое положение вещей недопустимо. В этом случае возникает вероятность пробоя изоляции проводников, которые присоединены к электрооборудованию.

Рассмотрев основные особенности работы и устройства автотрансформаторов, можно сделать выводы о целесообразности их применения в своих целях.

Электронный автотрансформатор с регулируемым напряжением и частотой

Представляем всем читателям сайта 2 Схемы довольно интересный проект цифрового электронного автотрансформатора. Проект был создан, потому что такой автотрансформатор намного легче и в будущем непременно заменит традиционный, сделанный на железном сердечнике. К тому же он имеет дополнительные функции — контроль частоты и защита от перегрузки по току.

Схема электронного автотрансформатора

Силовая схема делится на четыре части.

1. Входная цепь состоит из фильтра, термистора ограничивающего пусковой ток, мостового диодного выпрямителя и конденсатора, фильтрующего выпрямленное сетевое напряжение.
2. Вторая часть — H-мост, состоящий из 4-х транзисторов, управляемых изолированными драйверами MOSFET / IGBT, два из которых работают в схеме так называемой начальной загрузки, а резистор R10 используется для измерения тока нагрузки.
3. Третья часть — фильтр нижних частот LC, построенный из элементов L1, L2, C6, C7, C9. Задача фильтра — сгладить модулированный прямоугольный сигнал, генерируемый транзисторами, и получить синусоидальный сигнал на его выходе.
4. Четвертая часть представляет собой источник питания с популярной микросхемой LNK304 в типичной конфигурации из каталога.

Схема управления выполнена таким образом, чтобы в ней было минимальное количество элементов. Она питается от гальванически неизолированного напряжения 5 В от силовой цепи. По этой причине следует проявлять особую осторожность при запуске и настройке такого автотрансформатора.

Для управления силовыми транзисторами выбран микроконтроллер Microchip dsPIC33FJ32MC102

, потому что это был самый дешевый микроконтроллер в своей серии. В архиве прилагается проект, созданный в MPLABX 5.35 и скомпилированный в XC16 v1.5, вместе с исходным кодом и схемами.

При написании программы для микроконтроллера использовались следующие блоки: генератор ШИМ, преобразователь A / C, компаратор. Контакт RB6 генератора ШИМ работает в режиме «цикл за циклом» и подключается к выходу компаратора (вывод RB7) через перемычку, которая должна быть установлена на контакты 5 и 6 J3. В отсутствие этой перемычки микроконтроллер не генерирует сигнал ШИМ. Использовался программатор SNAP для программирования микроконтроллера.

Регулирование напряжения работает от 80 до 230 В, в этом диапазоне пульсации не очень заметны. Это напряжение может быть снижено еще ниже, но на осциллографе выходит все более и более толстая синусоида.

Управление частотой работает в диапазоне от 42 до 65 Гц с разрешением 0,1 Гц. Защита от перегрузки по току также отлично работает.

Два потенциометра используются для регулировки напряжения и частоты. Выше приведены формы сигнала, полученные после выхода автотрансформатора для различных значений напряжения и частоты.

В принципе способ управления драйверами тут оптимальный. Это решение встречается в некоторых ИБП. Благодаря такому соединению невозможно одновременное включение двух транзисторов в плечах моста H.

А это фотографии готовой платы автотрансформатора.

Тут использовались драйверы MCP1415 в качестве подстраховки. Производитель микроконтроллера (микроконтроллер питается от 3,3 В) утверждает, что при выходном токе 10 мА от микроконтроллера выходное напряжение будет 2,4 В. При входном токе 10 мА в низком состоянии 0,4 В. Подключены диоды драйвера между выводами и это дает разницу в 2 В.

Производитель оптронов заявляет, что при токе 10 мА падение напряжения на диоде может составлять от 1,2 В до 1,8 В, обычно 1,37 В. Предполагая 1,8 В, значение последовательного резистора с диодом должно составлять 20 Ом для 10 мА, а для 1,37 В — до 63 Ом. В случае драйверов нет такой проблемы при более высоком напряжении, влияние распределения падения напряжения на диоде LTV3120 не вызывает большой разницы в токе в диоде LTV3120.

Для сборки выбраны транзисторы IRF840, потому что они легко доступны в любом магазине радиодеталей. Предполагая, что форма сигнала тока представляет собой треугольник 2.7 A от пика до пика, эффективное значение тока составляет около 0,78 A, а потери мощности на сопротивлении транзистора P = I2R, что дает около 0,5 Вт.

Справедливости ради отметим, что ЭА проигрывает традиционному автотрансформатору, изготовленному на железном сердечнике. Основным недостатком является высокий пусковой ток, что снижает выходное напряжение, в результате чего триггер не всегда хочет работать. Конечно вы можете справиться со всем этим увеличив дроссель в фильтре, но это и вес, и стоимость. Кроме того, чтобы уменьшить пульсации при низком выходном напряжении, можете добавить понижающий преобразователь на входе, который снизит напряжение на конденсаторе фильтра в цепи питания. Это включает добавление еще одного дросселя, диода, транзистора и его драйвера.

Электронный ЛАТР: простая схема

Полвека назад лабораторный автотрансформатор был очень распространен. Сегодня электронный ЛАТР, схема которого должна быть у каждого радиолюбителя, имеет множество модификаций. Старые модели имели токосъемный контакт, расположенный на вторичной обмотке, что давало возможность плавно менять значение выходного напряжения, позволяло оперативно изменять напряжение при подключении различных лабораторных приборов, изменении интенсивности нагрева жала паяльника, регулировки электрического освещения, изменения оборотов электродвигателя и многого другого. Особое значение имеет ЛАТР в качестве устройства стабилизации напряжения, что очень важно при настройке различных приборов.

Современный ЛАТР используется почти в каждом доме для стабилизации напряжения.

Сегодня, когда электронный ширпотреб заполонил прилавки магазинов, приобрести надежный регулятор напряжения простому радиолюбителю стало проблемой. Конечно, можно найти и промышленный образец. Но они часто слишком дорогие и громоздкие, а для домашних условий это не всегда подходит. Вот и приходится многочисленным радиолюбителям «изобретать велосипед», создавая электронный ЛАТР своими руками.

Читайте также:  Как соорудить домкрат гидравлический бутылочный.

Простое устройство регулирования напряжения

Схема простой модели ЛАТРа.

Одна из самых простых моделей ЛАТР, схема которой изображена на рис.1, доступна и начинающим. Регулируемое устройством напряжение – от 0 до 220 вольт. Мощность этой модели – от 25 до 500 Вт. Повысить мощность регулятора можно до 1,5 кВт, для этого тиристоры VD1 и VD2 следует установить на радиаторы.

Эти тиристоры (VD1 и VD2) подключаются параллельно нагрузке R1. Они пропускают ток в противоположных направлениях. При включении устройства в сеть эти тиристоры закрыты, а конденсаторы С1 и С2 заряжаются посредством резистора R5. Величину напряжения, получаемого на нагрузке, изменяют по необходимости переменным резистором R5. Он вместе с конденсаторами (С1 и С2) создает фазосдвигающую цепь.

Рис. 2. Схема ЛАТРа, дающего синусоидальное напряжение без помех в системе.

Особенностью этого технического решения является использование обоих полупериодов переменного тока, поэтому для нагрузки используется не половинная мощность, а полная.

Недостатком данной схемы (плата за простоту) надо считать то, что форма переменного напряжения на нагрузке оказывается не строго синусоидальной, что обусловлено спецификой работы тиристоров. Это может привести к помехам по сети. Для устранения проблемы дополнительно к схеме можно установить фильтры последовательно нагрузке (дроссели), например, взять их из неисправного телевизора.

Вернуться к оглавлению

Схема регулятора напряжения с трансформатором

Схема ЛАТРа, не создающего помехи в сети и дающего на выходе синусоидальное напряжение, приведена на рис.2. Регулирующим элементом в используемом приборе является биполярный транзистор VT1 (его мощность рассчитывают из потребности нагрузки), функционирующий как переменный резистор, он включен в схему последовательно с нагрузкой.

Это техническое решение дает возможность регулировать рабочее напряжение при активной, а также реактивной нагрузках.

Недостатком предложенного решения является выделение слишком большого количества тепла используемым регулирующим транзистором (необходим мощный радиатор для теплоотвода). Для данного устройства площадь радиатора должна быть не менее 250 см².

Трансформатор Т1, используемый в этой модели, должен иметь мощность 12-15 Вт и вторичное напряжение 6-10 В. Ток выпрямляется диодным мостом VD6. Далее при любом полупериоде переменного тока через диодный мост VD2-VD5 протекает выпрямленный ток для транзистора VT1. При использовании устройства переменным резистором R2 регулируем базовый ток транзистора VT1. Этим изменяются параметры тока нагрузки. На выходе устройства величина напряжения контролируется вольтметром PV1 (он должен быть рассчитан на напряжение 250-300 В). Для повышения мощности нагрузки необходимо заменить транзистор VD1 и диоды VD2-VD5 на более мощные и, конечно, увеличить площадь радиатора.

Трехфазные трансформаторы. Автотрансформаторы — Студопедия.Нет

 

Для преобразования тока трехфазной системы можно воспользоваться группой из трех однофазных трансформаторов, обмотки которых могут быть соединены либо звездой (рис. 1.7), либо треугольником (рис. 1.8). В этом случае каждый трансформатор работает независимо от остальных как обычный однофазный трансформатор, включенный в одну из фаз трехфазной системы [4, ст. 138].

На практике значительно чаще применяют трехфазные трансформаторы, выполненные на одном магнитопроводе (рис. 1.9). При этом три магнитных потока, возбуждаемые токами в первичных обмотках, замыкаются через два других стержня сердечника [4, ст. 139].

При изготовлении трехфазных трансформаторов на каждый стержень его сердечника навивают по две обмотки: низкого напряжения, а поверх нее – высокого напряжения [4, ст. 139].

Рис. 1.7. Группа из трех однофазных трансформаторов, обмотки которых соединены звездой

Рис. 1.8. Группа из трех однофазных трансформаторов, обмотки которых соединены треугольником

Рис. 1.9. Трехфазные трансформаторы на одном магнитопроводе

 

Обмотки трехфазного трансформатора обычно соединяют звездой или треугольником. Наиболее простым и дешевым является первый способ. В этом случае каждая обмотка и ее изоляция при заземлении нулевой точки должны быть рассчитаны только на фазное напряжение и линейный ток. Поскольку число витков обмотки трансформатора прямо пропорционально напряжению, то при соединении звездой каждая обмотка требует меньшего количества витков при большем сечении провода; при этом изоляция проводников должна быть рассчитана лишь на фазное напряжение. Такое соединение широко применяется для трансформаторов небольшой и средней мощности [4, ст. 140].

Соединение звездой наиболее желательно для высокого напряжения, так как изоляция рассчитывается лишь на фазное напряжение. Соединение треугольником удобнее при больших токах и в тех случаях, когда нагрузки могут быть подключены без нулевого провода.

Применяется также комбинированное включение трехфазных трансформаторов (первичные обмотки соединены звездой, а вторичные – треугольником, или наоборот). Соединение звезда/треугольник часто используют для трансформаторов большой мощности в тех случаях, когда на стороне низкого напряжения не требуется нулевой провод [4, ст. 140].

Из соотношений в трехфазной системе следует, что при трехфазной трансформации только отношение фазных напряжений всегда приближенно равно отношению чисел витков первичной и вторичной обмоток. Отношение же линейных напряжений зависит от способа соединения обмоток трансформатора. При одинаковом способе соединения (звезда/звезда или треугольник/треугольник) отношение линейных напряжений равно фазному коэффициенту трансформации. Но при комбинированных способах соединения (звезда/треугольник или треугольник/звезда) отношение линейных напряжений меньше или больше этого коэффициента в  раз. Это дает возможность регулировать вторичное линейное напряжение трансформатора соответствующим изменением схемы соединения его обмоток [4, ст. 140].

 

Автотрансформаторы

 

Автотрансформатор представляет собой трансформатор, у которого обмотка низкого напряжения является частью обмотки высокого напряжения (рис. 1.10). У однофазного автотрансформатора всего одна обмотка. В режиме холостого хода автотрансформатор ничем не отличается от обычного трансформатора. В режиме нагрузки по общей части витков протекает ток, который равен разности токов (i₁ — i₂), так как вторичный ток ослабляет магнитный поток в сердечнике (то есть соответствующий магнитный поток имеет знак, противоположный знаку потока, создаваемого током первичной обмотки) [4, ст. 141].

Рис. 1.10. Автотрансформатор

 

Чаще всего автотрансформаторы изготавливают со скользящим контактом, что позволяет плавно регулировать выходное напряжение в широких пределах. Примером может служить лабораторный автотрансформатор (JIATP) (рис. 1.10). Обмотка этого трансформатора выполнена проводом круглого сечения на тороидальном стальном сердечнике. На одной торцевой стороне изоляцию снимают вместе с частью самого провода, но при этом витки остаются изолированными друг от друга (рис. 1.10). По оголенной поверхности витков скользит небольшая щетка, подключая нагрузку к различному числу витков и изменяя тем самым выходное напряжение. Так как перемещающаяся щетка замыкает накоротко сразу 1 – 2 витка, то при хорошем контакте между ними они могут сгореть. Чтобы этого не случилось, щетку делают из графита, сопротивление которого достаточно велико для ослабления токов в короткозамкнутых витках.

Если часть обмотки автотрансформатора сделать первичной, а всю обмотку вторичной, то автотрансформатор будет повышающим [4, ст. 142].

 

Типы, работа, преимущества и применение

Автотрансформатор | Его работа, типы, преимущества, недостатки и применение

Что такое автотрансформатор:

Автотрансформатор — это особый тип трансформатора, который состоит из одной обмотки. Эта обмотка используется как для первичной, так и для вторичной (высокого и низкого напряжения) сторон. Он широко используется благодаря функции переменного выходного напряжения, более низкой стоимости и небольшому размеру.

В обычном двухобмоточном трансформаторе есть две отдельные обмотки для стороны высокого и низкого напряжения.Связь между этими двумя обмотками чисто магнитная (взаимная индукция). Это означает, что между обеими обмотками есть электрическая изоляция.

С другой стороны, автотрансформатор использует одну обмотку как первичную и вторичную одновременно. Благодаря этому вход и выход соединены электрически, а также магнитно посредством самоиндукции. Электрическое соединение действительно связано с опасностью снятия изоляции между обмотками, но эта единственная обмотка дает много преимуществ, которые обсуждаются в этой статье ниже.

Работа автотрансформатора:

Стандартный автотрансформатор, как показано на рисунке ниже, имеет одну обмотку вокруг многослойного сердечника. Эта одиночная обмотка используется как для первичной, так и для вторичной цепи.

Их обмотка состоит как минимум из трех выводов, то есть A, B и C, как показано на рисунке. Клеммы A и B являются фиксированными клеммами, а клемма C — регулируемой точкой ответвления. Электропитание переменного тока подается на фиксированные клеммы A и B, а нагрузка подключена между переменными точками ответвления C и B.

Автотрансформатор может иметь несколько точек отвода для обеспечения переменного выходного напряжения. Каждая из этих точек отвода предназначена для обеспечения разного коэффициента трансформации трансформатора, следовательно, для изменения выходного напряжения.

На рисунке выше показано несколько точек отвода, например, C ₁ , C ₂ , C ₃ . Пока два других терминала A и B зафиксированы.

Помимо электрического соединения между первичной и вторичной обмотками, существует поток энергии посредством индукции.Это связано с тем, что переменный ток в обмотке генерирует переменный магнитный поток, который индуцирует ЭДС в обмотке, также известную как самоиндукция. Таким образом, выход автотрансформатора представляет собой комбинацию преобразования энергии и электропроводности, поэтому он имеет более высокий КПД, чем обычный двухобмоточный трансформатор, но за счет отсутствия электрической изоляции.

Обмотка от точки A до B действует как первичная обмотка, а общая обмотка между C и B действует как вторичная обмотка.Предположим, что количество витков в первичной обмотке равно N ₁ , а количество витков во вторичной обмотке равно N ₂ . Таким образом, коэффициент трансформации трансформатора определяется выражением;

Передаточное число, k = N ₂ / N ₁

Это передаточное число может изменяться в зависимости от регулируемой точки отвода, которая может увеличивать или уменьшать количество витков во вторичной обмотке N ₂ .

Предположим, что трансформатор не имеет потерь и напряжение, подаваемое на первичную обмотку, составляет В ₁ , а вторичное напряжение на нагрузке составляет В ₂ , тогда;

V ₂ / V ₁ = N ₂ / N ₁ = k

V ₂ = V ₁ k

V ₂ = V ₁ (N ₂ / N ₁ )

Изменяя точку отвода C в обмотке, мы можем изменить коэффициент k. Это приведет к изменению вторичного напряжения. Таким образом, выходное напряжение автотрансформатора можно изменять, перемещая точку отвода.

Типы автотрансформаторов:

В зависимости от увеличения и уменьшения напряжения автотрансформатор делится на два типа: повышающий трансформатор и понижающий трансформатор. Как и два обмоточных трансформатора, один автотрансформатор может использоваться в обеих конфигурациях.

Повышающий автотрансформатор

Выходное напряжение такого автотрансформатора превышает его входное напряжение и, наоборот, его ток.

Статья ресурса

Все, что вы когда-либо хотели знать о индукторах с ответвлениями но боялись спросить!

Об авторе: Харви Морхаус — подрядчик / консультант с многолетним опытом использования программ анализа схем. Его основной деятельность в области надежности, безопасности, тестируемости и анализа цепей. С ним можно связаться по адресу harvey. [email protected]. Простые вопросы, на которые Я знаю, что ответ бесплатный.Сложные вопросы, особенно когда я невежественен ответов, стоят дорого !!!

Описание: Дроссели с ответвлениями — полезный элемент схемы. Обычно один определяет два отдельных индуктора и использует индуктивную связь элемент с ними. Одна из возникающих проблем заключается в том, что коэффициент Связь не может быть значением, определяемым пользователем. Два решения этой проблемы предоставлены.

Подготовлено два устройства.Один предназначен для использования в обычном автотрансформаторе. приложения, а второй — для использования в приложениях с ответвленными дросселями с источниками питания SMPS.

Фон:

Перед подготовкой моделей дается вводный материал. подготовить путь.

Индуктивный элемент связи «K»:

Индуктивный элемент связи «K» показан на Рисунке 1:

Рисунок 1
Символ элемента K

T Что интересно, пинов на данной модели устройства НЕТ. Обозначения индукторов передаются устройству в качестве параметров, как и связь коэффициент между двумя индукторами.

Это устройство перенесено из SPICE2. Некоторые варианты SPICE сделали модификации этого устройства для добавления некоторых возможностей. Однако это что присутствует в B2SPICE ^TM .

Окно параметров для этого устройства показано на рисунке 2:

Рисунок 2
Окно ввода параметров модели устройства «K»

Вводится имя подключаемых индукторов и единиц введенных индукторов находятся в Генри.

Показана частичная схема, показывающая использование этого устройства в цепи. на рисунке 3.

Рисунок 3
Использование модели спаренного индуктора

Теперь, символы, показанные на Рисунке 1, показывают две катушки индуктивности с полярностью маркировка, которая отображается при выборе отображения названий выводов деталей, то, что обычно не делается. Устройства, такие как резисторы, индукторы, конденсаторам и трансформаторам в SPICE присуща полярность. Это означает, что ЕСЛИ нужно было проверить ток через устройство или напряжение на устройстве, такое как i (L1) или v (R2), определение зарегистрированных токов и напряжений на многих устройствах зависит от их ориентации в цепи.

Обратите внимание, что расположение катушек индуктивности является аддитивным. То есть «точечные» концы каждой части индуктора находится слева (или справа) от каждой части индуктора, им нужно не подключаться напрямую, как показано, однако именно так они будут используется в приложении автотрансформатора.

В реализации схемы автотрансформатора, где точки (а), (б) и (c) на рисунке 3 все используются и подключены к другим элементам схемы, реализация будет отличаться от того, когда одно соединение открыто для часть цикла, как в цепи индуктивности с ответвлениями SMPS.

Модель автотрансформатора:

См. Рисунок 3. В модели автотрансформатора, как и в приложении с переменным током, можно было бы ожидать узнать полную индуктивность от точек (а) до (с) с кран на одном конце или в другом, или открыть.

Теперь индуктивность пропорциональна квадрату витков. Определение оборотов Lp как np, а Ls как ns, общая индуктивность Lt определяется как есть:

Lt = c * (ns + np) ² Ур. 1

и

Ls = c * ns ² Ур. 2
Lp = c * np ² Ур. 3

Должно быть очевидно, что Lt НЕ равно сумме индуктивностей Lp и Ls. за исключением того, что точка отвода находится на нулевом или 100-процентном значениях.

Lt / (нс + нс) ² = Lp / np ² = Ls / нс ² Ур. 4

Теперь можно сделать некоторые упрощения. Точное количество витков нет. важно, поскольку нас интересуют их соотношения, поэтому мы можем предположить что общее количество витков ns + np равно единице. Сейчас:

Lt / 1 = Lp / np ² Ур. 5

Если положить np = kt * nt, то:

Lp = Lt * np ² = kt ² * Lt Ур.6

и

Ls = Lt * ns ² = (1 –kt) ² * Lt Eq. 7

Определим коэффициент витков n как:

n = ns / np Ур. 8

, затем

n = (Ls / Lp) ^0,5 = (1 — kt) / kt Ур. 9

Диапазон подходящих переменных, которые могут использоваться в качестве входных данных для параметризованного Модель подсхемы включает Lt, Lp, Ls, kt, n, np и ns в различных комбинациях. Мы также хотели бы иметь возможность параметризовать kc, коэффициент связи. Теперь индуктивное устройство связи не позволяет этого напрямую, однако, при использовании в подсхеме и превращении в устройство результирующий список соединений можно отредактировать, чтобы использовать такой параметр.

Был выбран вариант включения Lt, kt и kc в качестве параметров. Подсхема был подготовлен аналогично изображенному на рисунке 3, чтобы создать такое устройство, как показано на рисунке 4.

Рисунок 4
Спаренный индуктор AUTOXFMRft, модель

Список соединений для созданной модели:

************************
* Подсхема B2 Spice
************************
* Создано Харви К. Морхаусом
* и
* Тхиен Нгуен
*
* Авторские права на эту модель принадлежат B2SPICE и создателям
. *
* Всем разрешено свободно использовать эту модель, однако
* кредиты должны быть отданы B2SPICE и создателям.2}
K1 lp ls {kc}

. Концов

Для тестирования модели устройства была создана схема, показанная на рисунке 5.

Рисунок 5
Схема тестирования модели AUTOXFMRft

На рисунке 5 V1 — генератор 1 В, 60 Гц. Первое испытание было временным. развертка выходного напряжения с шагом kc от нуля до единицы 0,25. Выходное напряжение показано на рисунке 6.

Рисунок 6
AUTOXFMRft Модель kc Sweep

На графике наименьшей амплитуды kc равно нулю. По мере увеличения kc выходная амплитуда также увеличивается, как и следовало ожидать. Обратите внимание, что с kc между нулем и единицей индуктивности рассеяния будет присутствовать.

Следующий тест будет с kc равным единице, но kt будет отличаться от нуля. до единицы с шагом 0,25. Результаты этого теста показаны на рисунке. 7.

Рисунок 7
AUTOXFMRft Модель kt Sweep

На Рисунке 7 кривая наибольшей амплитуды соответствует нулю. В этом в случае, если Lp равно нулю, а Ls равно Lt. Все меньшие и меньшие кривые выхода возникают по мере того, как Lp становится все больше и меньше Ls.

Теперь подготовлена ​​еще одна модель автотрансформаторного устройства, как показано на рисунке. 8.

Рисунок 8
AUTOXFMRkc Модель

В устройстве AUTOXFMRkc входными параметрами являются kc, Lp и Ls.Эти входные данные могут быть получены из других известных характеристик автотрансформатора. Например, если кому-то задано отношение оборотов n, он знает, что это из уравнения. 9:

n = (Ls / Lp) ^0,5 = (1 — kt) / kt Ур. 10

, затем

kt = 1 / (n + 1) Уравнение 11

Целью создания моделей автотрансформатора было: использовать их в более крупной схеме с пользовательскими переменными. Пользователь определил затем переменные будут преобразованы с помощью выражений, которые были переведены в необходимые входы для модели автотрансформатора / ответвления индуктора устройств. Фактически именно это и было сделано в устройстве AUTOXFMRft.

Автотрансформатор SMPS модели

Понижающий преобразователь с диодными отводами показан на Рисунке 9:

Рисунок 9
Понижающая схема примитивного диодного индуктора

Вкратце, X1 представляет собой транзисторный ключ, а D1 представляет собой маховик. диод.Когда X1 включен, ток течет через L1 и L2, заряжая выход. конденсатор и поддерживающий нагрузку. Когда переключатель выключается, напряжение через L2 меняет направление. Ток продолжает течь через L2, и выход напряжение падает. L1 эквивалентно Lp, а L2 — Ls с соответствующими обороты нп и нс ..

Интересно то, что индуктивность разряда L2, тогда как индуктивность заряда равна Lt эквиваленту L1 и L2, а не их сумма, но несколько больше.Во время зарядки напряжение на Лейтенант Вин — Вау. Потоковые связи равны (Vin — Vout) * D * (np + нс). В течение периода разряда напряжение на L2 составляет Vout, и потокосцепления Vout * (1-D) * ns.

В соответствии с законом сохранения потоковых связей,

(Vin — Vout) * D * (np + ns) = Vout * (1-D) * ns Ур. 12

В данном случае передаточное число определяется как:

n = (ns + np) / ns Ур.13

Решение для Vout / Vin — M (D) дает:

M (D) = D / (D + (1 — D) / n) Ур. 14

D — это обычно заданное значение для простого понижающего преобразователя. Это просто чтобы увидеть, что если n = 1, то M (D) = 1. Схема ведет себя как обычный Buck конвертер. Теперь с n = 5, \

M (D) = D / (D + 1 / 5- D / 5) = D / (4 * D / 5 + 1/5) Ур. 15

M (D) = 5D / (4D + 1) Ур.16

По мере увеличения n знаменатель уменьшается, увеличивая M (D). есть утилита, в которой нужно использовать понижающий преобразователь с входным напряжением на выходе 300 В и 5 В. «Нормальное» значение баксов для D было бы 5/300 или 0,016,67. Это небольшое значение может быть проблематичным, учитывая схему время включения и выключения. Диодный индуктор Buck с ответвлениями может увеличивать это, как видно, что:

M (D) = (5 * 5/300) / (4 * 5/300 + 1) = (25/300) / (320/300) Ур.17

M (D) = 25/320 = 0,078125 Ур. 18

Во всяком случае, показана схема для проверки использования индуктивности с ответвлениями. на рисунке 10.

Рисунок 10
Схема испытания понижающего напряжения диодного индуктора

На рисунке 9 Vin = 300V, Vout = 5V, D = 5/300, Lp = 1200u, Ls = 25u, Lt = 1875u — = (Lp ^0,5 + Ls ^0,5 ) ² , n = 4.

Устройство U2 — это устройство Erickson CCM-DCM2d, описанное в моей книге «SMPS. Средние модели для SPICE3 ».Устройство интересно тем, что диод маховика изолирован, что позволяет легко моделировать устройства, в которых Транзисторный переключатель находится в первичной обмотке трансформатора и маховика диод во вторичной обмотке. Параметр индуктивности — это значение полная индуктивность детали с нс плюс np витков, или Lt. коэффициент трансформации для связи вторичного тока диода маховика к первичной обмотке трансформатора (где транзисторный ключ обычно находится).В этом случае из-за топологии схемы для общая схема ,

n = нс / (np + ns) = 1 / (np / ns +1) = 1/5 Ур. 19

Это значение n, на единицу большее, чем значение автотрансформатора n, равно передается устройству CCD-DCMd2 как значение. В этом случае мы передаем числовое значение для n, fs и L, но можно также использовать уравнения включая параметры для преобразования известных величин в требуемые подсхемами в этой симуляции.Это особенно важно, если мы хотели проанализировать эти параметры для моделирования.

Однако целью этого примера было проиллюстрировать работу устройство AUTOXMFkc, следовательно, продолжим на

Сбой анализа одной рабочей точки схемы. Есть ошибка в программе, которая иногда вызывает это. (Об этом сообщалось и изучается производителями B2SPICE ^TM .) Иногда развертка будет есть эта проблема, но если предположить, что это происходит для развертки OP, один обходной путь заключается в выполнении GRAPH рабочей точки вместо вывода таблицы. Потом, находясь в этом окне графика, щелкните команду СПЕЦИАЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ и в раскрывающемся меню выберите СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ ИЗ ГРАФИКА. Это будет работать для развертка рабочей точки в большинстве случаев.

Однако развертка рабочей точки работает, как показано на рисунке 11.

Рисунок 11
Buck OP Sweep с диодным отводом индуктивности

Анализ рабочей точки постоянного тока с разверткой сопротивления нагрузки показывает что идеализированное значение цепи M (D) составляет 78,125 мВ, как было предсказано на большая часть диапазона нагрузки. Однако при некотором значении от 16 до 18 Ом цепь переходит в режим прерывистой проводимости (DCM). Тогда значение M (D) увеличивается, а D уменьшается.Так как это среднее значение моделирование, схема все еще показывает, что он регулирует, но для этих значений при моделировании схемы переключения пульсации увеличиваются.

Теперь следующая симуляция — это развертка отклика переменного тока с сопротивлением нагрузки. также варьировалась от 2 до 20 Ом с шагом 2 Ом. Это показано на рисунке. 12.

Рисунок 12
Развертка переменного тока с понижающей нагрузкой на катушку индуктивности с отводами

На рисунке 11 показаны графики усиления и фазы схемы в диапазоне сопротивления нагрузки.Присутствуют две основные группы кривых для каждой. В жирная кривая — фазовый график. Однако большинство этих кривых близки два несоответствия возникают в режиме DCM. Верхние кривые с пиком — это графики усиления с двумя несовпадающими кривыми, возникающими в режиме DCM достигнуто. Кривые типичные и правильные.

Далее, отключение параметра резистивной развертки и изменение коэффициента связи от нуля до единицы с шагом 0.1 производит семейство кривые усиления и фазы, показанные на рисунке 13.

Рисунок 13
Понижающий индуктор с диодным отводом kc AC Sweep

На Рисунке 14 видно влияние изменения kt (n, Lp и Ls) на графики фазового усиления.

Рисунок 14
Понижающий индуктор с диодными отводами kt AC Sweep

Резюме:

Две модели устройства были подготовлены для автотрансформатора / индуктора с ответвлением. устройство.В обеих моделях использовалось библиотечное индуктивное устройство связи, однако коэффициент связи теперь доступен для использования в качестве параметризованного стоимость устройства — прямо или косвенно.

Узнайте больше об электрических изолирующих трансформаторах и автотрансформаторе

Изолирующие трансформаторы

Трансформатор — это устройство, которое передает электроэнергию из одной цепи в другую без изменения частоты. Он содержит первичную и вторичную обмотки, при этом первичная обмотка подключена к главной цепи, а вторичная обмотка — к требуемой цепи нагрузки.Разделительный трансформатор определяется как первичная и вторичная обмотки трансформатора, отделенные друг от друга.

Изолирующие трансформаторы Обмотка изолирующего трансформатора

Входная и выходная мощности в трансформаторе связаны магнитным полем, так как конструкция трансформатора выполнена с использованием диэлектрического изоляционного барьера. Изолирующий трансформатор изолирует нагрузку в электрической системе, чтобы предотвратить получение оборудования скачками и гармониками от сети, как показано на рисунке.Такой трансформатор также известен как изолирующий трансформатор.

Изолирующий трансформатор с электростатическим экраном используется для чувствительного оборудования, такого как компьютеры и лабораторные приборы. Коэффициент трансформации определяет, используется ли трансформатор: повышающий или понижающий или для неизменного напряжения. Этот трансформатор может использоваться в различных приложениях, таких как переносные электрические инструменты, электрическая тяга и т. Д.

Классификация изолирующих трансформаторов зависит от расположения обмоток, конструкции и используемого типа переменного тока.

Классификация по расположению обмоток

• Некоторые трансформаторы, способные создавать выходное напряжение, идентичное их входному, известны как разделительные трансформаторы 1: 1.
• Повышающий трансформатор выдает выходное напряжение, превышающее его входное.
• Понижающий трансформатор дает меньший выходной сигнал по сравнению с его входом.

Повышающий трансформатор

Повышающий трансформатор : Этот тип трансформатора имеет большее количество витков во вторичной обмотке и меньше в первичной, так что напряжение во вторичной обмотке больше, чем в первичной, как показано на рисунок.Количество витков в обеих обмотках определяется требованиями номинальных характеристик приложения. Повышающие трансформаторы используются как повышающие ЛЭП.

Понижающий трансформатор

Понижающий трансформатор : Этот тип трансформатора снижает слишком низкие значения сетевого напряжения в зависимости от требований к нагрузке. В понижающем трансформаторе первичная обмотка состоит из большего числа витков по сравнению с вторичной обмоткой.

Связь между токами, напряжениями и витками выражается в уравнениях коэффициента трансформации, которые приведены ниже.

Коэффициент трансформации напряжения = витки вторичной / первичной обмотки
Коэффициент трансформации тока = витки первичной / вторичной обмотки

Классификация по типу источника питания

Изолирующий трансформатор может быть изготовлен для работы от одно- и трехфазных источников переменного тока.

Однофазный трансформатор : Он изготовлен для работы от однофазного источника переменного тока и в основном используется для приложений с низким энергопотреблением, таких как освещение жилых помещений, кондиционирование воздуха, отопление и т. Д.Однофазный трансформатор можно повторно подключить последовательно или параллельно в зависимости от требований нагрузки.

Однофазный трансформатор

Однофазный трансформатор состоит из двух обмоток на общем железном сердечнике. Если одна из обмоток подключена к напряжению переменного тока, на железном сердечнике создается альтернативное магнитное поле. Это поле вместе с вторичной обмоткой создает в ней ЭДС. В результате эта ЭДС заставляет ток проходить в цепь нагрузки.

Трехфазный трансформатор : Этот трансформатор разработан и изготовлен для определенных напряжений, в частности, для более высоких напряжений.Трехфазный трансформатор имеет три типа обмоток, так как первичная и вторичная обмотки включены как три фазы.

Трехфазный трансформатор

Эти обмотки могут быть соединены звездой (звездой) или треугольником. Комбинация первичной и вторичной обмоток может быть дельта-треугольник, звезда-треугольник, звезда-звезда и треугольник-звезда. Этот тип конфигурации зависит от области применения — например, на стороне распределения используются трансформаторы, соединяющие треугольник в звезду.

Автотрансформаторы

Автотрансформатор состоит только из одной обмотки, и часть ее действует как вторичная обмотка.Он меньше, легче и дешевле, чем трансформатор с двумя обмотками, а также обладает более низким реактивным сопротивлением утечки, более высоким КПД, хорошим качеством электроэнергии и меньшими требованиями к меди.

Несмотря на то, что он лучше обычного, он не обеспечивает гальванической развязки нагрузки от сети и более подвержен сбоям. Этот тип трансформатора может использоваться для повышения или понижения напряжения путем соединения обмоток в различных конфигурациях.

Автотрансформаторы

Автотрансформаторы используются в системах передачи электроэнергии, распределения, железных дорог и аудиосистем.Коэффициент трансформации понижающего трансформатора меньше «1», а коэффициент трансформации повышающего трансформатора всегда больше «1».

Повышающий автотрансформатор: Этот тип автотрансформатора, в котором напряжение источника подключается к основной обмотке, а нагрузка подключается через часть основной обмотки, называется повышающим автотрансформатором.

Понижающий автотрансформатор : Автотрансформатор этого типа, в котором напряжение источника подается на часть основной обмотки, а нагрузка подключена ко всей основной обмотке, как показано на рисунке.

Регулируемый автотрансформатор

Регулируемый автотрансформатор

Регулируемый автотрансформатор также известен как вариак, в котором вторичное соединение через скользящую щетку позволяет изменять напряжение в заданном диапазоне. Этот тип трансформатора представляет собой регулятор напряжения переменного тока, который обеспечивает переменное напряжение переменного тока в различных цепях. Трансформаторы Variac могут повышать выходное напряжение, которое в два раза превышает входное.

Этот автотрансформатор оснащен множеством ответвлений и автоматических переключателей, которые позволяют ему действовать как автоматические регуляторы напряжения.Основными особенностями регулируемого автотрансформатора являются высокий КПД, низкий рост температуры и кратковременная перегрузочная способность.

Ознакомившись с приведенной выше информацией, можно легко сравнить оба этих трансформатора. Ниже приведены некоторые различия, которые обнаруживаются после их сравнения.

Изолирующий трансформатор против Автотрансформатора

1. В изолирующем трансформаторе вход изолирован от выхода, тогда как в автотрансформаторе нет гальванической развязки между входом и выходом.

2. Изолирующий трансформатор состоит из первичной и вторичной обмоток, намотанных на железный сердечник, а автотрансформатор состоит из одной катушки, которая действует как первичная и вторичная обмотки.

3. Из-за большего количества обмоток изолирующим трансформаторам требуется больше меди, поэтому вес значительно велик, тогда как автотрансформаторам требуется меньше обмоток и небольшой сердечник, поэтому они легче по весу и менее дороги для изолирующих трансформаторов того же номинала.

4.Если в первичной обмотке изолирующего трансформатора происходит скачок напряжения, он поддерживает нагрузку, но автотрансформатор поддерживает выходы на заданном уровне, независимо от колебаний на входе.

5. Регулирование низкого напряжения происходит в изоляционных трансформаторах из-за больших колебаний напряжения, тогда как регулирование высокого напряжения происходит в автотрансформаторе из-за меньших колебаний напряжения.

Это все о трансформаторах. Мы надеемся, что вы, возможно, почерпнули из этой статьи некоторые ценные идеи и концепции, внимательно прочитав ее.Кроме того, мы рекомендуем вам поделиться своими знаниями по этой конкретной теме или проектам в области электротехники и электроники, поскольку это станет для нас ценным предложением. Однако для получения дополнительных сведений, предложений и комментариев вы можете прокомментировать в разделе комментариев ниже.

Фотоальбом

Автотрансформаторы

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

Стальной сердечник

.Например, в понижающем автотрансформаторе 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 включает в себя 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 f Φ _м . Коэффициент трансформации здесь составляет В _1/ В 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 общем участке a-X, первичный ток I ₁ и вторичный ток I ₂ протекают в противоположных направлениях. Если пренебречь током холостого хода, значение которого очень мало, то можно предположить, что токи I ₁ и I ₂ сдвинуты по фазе на 180, а ток I ₁₂ в общее сечение aX равно разнице между I ₂ и I ₁ : I ₁₂ = I ₂ — I ₁ = I / ₂ ( 1 1/ п).

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 используемого обмоточного провода 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 по току I ₁ и I ₂ соответственно. Автотрансформатор также имеет два

обмоток Aa, и aX, 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 переноса 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 = В ₂ I ₂ . Учитывая, что I ₂ = I ₁ + I / ₁₂ , получаем P ₂ = V ₂ I ₁ + V ₂ I ₁₂ = 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 является номинальной мощностью автотрансформатора.

Но этот тип трансформатора имеет существенные недостатки: небольшой 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 обмоткой и вторичный делает это устройство небезопасным. Электрическое соединение также делает невозможным использование автотрансформатора для подачи питания на нагрузку с заземленным полюсом, такую ​​как выпрямительный блок.