Что такое автотрансформатор: Что такое автотрансформатор?

Что такое автотрансформатор?

Трансформатор, в общем смысле, предназначается для преобразования входного тока одного напряжения в выходной ток другого напряжения. В случаях, когда возникает необходимость изменить напряжение в небольших пределах, проще и целесообразнее использовать для этих целей однообмоточный трансформатор – так называемый автотрансформатор, вместо двухобмоточного.

Итак, автотрансформатор – это один из вариантов электрического трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, благодаря чему, имеют и электромагнитную и гальваническую связь.

TDGC2, TSGC2 автотрансформаторы лабораторные

Объединенная обмотка автотрансформатора имеет минимум 3 вывода. Подключаясь к этим выводам, можно получать разные напряжения. При малых коэффициентах трансформации от 1 до 2, автотрансформаторы эффективнее, легче и дешевле, чем многообмоточные трансформаторы.

Главное преимущество автотрансформатора – это высокий коэффициент полезного действия (КПД), который достигает 99%. Это связано с тем, что преобразованию подвергается лишь часть мощности. В условиях, когда входное и выходное напряжение отличаются незначительно – это является существенным плюсом, поскольку потери на преобразовании минимальны.

Главный недостаток автотрансформаторов заключается в том, что здесь нет гальванического обособления первичной и вторичной электрических цепей при помощи изоляции, как в обычном трансформаторе. То есть невозможно создание так называемой «гальванической развязки», поэтому при высоких коэффициентах преобразования велика вероятность возникновения короткого замыкания, или возникновения пробоя автотрансформатора.

Применение автотрансформаторов экономически оправдано при соединении эффективно заземленных сетей с напряжением более 110 кВ, а также коэффициентом трансформации менее 3-4, поскольку потери электроэнергии меньше чем у обычного электрического трансформатора.

Ещё одним экономическим обоснованием для применения автотрансформатора является тот факт, что для его производства используется меньшее количество меди для обмоток и электротехнической стали для сердечника, поэтому вес и габариты автотрансформатора меньше, а его стоимость ниже.

Автотрансформаторы применяются в качестве преобразователей электрического напряжения в пусковых устройствах различных электродвигателей переменного тока, включая самые мощные, для плавной регулировки напряжения в схемах релейной защиты и др. Регулирующие автотрансформаторы, благодаря возможности механического перемещения точки отвода вторичного напряжения, позволяют сохранить вторичное напряжение постоянным при изменении первичного напряжения. При этом, один и тот же автотрансформатор может быть как повышающим, так и понижающим – все зависит от включения обмоток.

Лабораторные автотрансформаторы регулируемые (ЛАТРы)

В низковольтных сетях также используются автотрансформаторы, как лабораторные регуляторы напряжения небольшой мощности. В таких автотрансформаторах напряжение регулируется путем перемещения скользящего контакта по виткам обмотки.

ЛАТРы изготавливаются путем однослойной обмотки изолированным медным проводом кольцеобразного ферромагнитного магнитопровода. Такая обмотка имеет несколько постоянных ответвлений, что позволяет использовать ЛАТРы как понижающие или повышающие трансформаторы с определенным постоянным коэффициентом трансформации. Дополнительно, на поверхности медной обмотки, очищенной от изоляции, насечена узкая дорожка, по которой может перемещаться роликовый или щеточный контакт. Это сделано для того, чтобы получить плавность регулирования вторичного напряжения в пределах от 0 до 250В. Стоит отметить, что витковых замыканий, при замыкании соседних витков в лабораторном трансформаторе, не происходит, поскольку токи сети и нагрузки в совмещенной обмотке автотрансформатора близки относительно друг друга и направлены встречно. ЛАТРы изготавливаются номинальной мощностью от 0,5 до 7,5 кВА.

Применение автотрансформаторов помогает улучшить КПД различных энергосистем и обеспечить снижение стоимости передачи энергии, однако, приводит к повышению опасности возникновения короткого замыкания.

Преимущества автотрансформаторов по сравнению с обычными трансформаторами:

• пониженный расход активных материалов, таких как медь и электротехническая сталь,
• повышенный КПД энергосистемы (до 99,7%)
• сниженные размер и вес
• невысокая стоимость

Недостатки применения автотрансформаторов относительно обычных электрических трансформаторов:

• Снижение эффективности при больших (больше 3-4) коэффициентах трансформации;
• Из-за того, что первичная и вторичная обмотка соединены в одну обмотку автотрансформатора, и имеют электрическую связь, он не может быть использован как понижающий силовой трансформатор для сетей, напряжением, скажем, от 6 до 10 кВ. Это связано с тем, что, в случае возникновения аварии, все части автотрансформатора, и подключенных электроприборов окажутся связаны с высоковольтным оборудованием питающей сети. Это не допускается техникой безопасности обслуживания и из-за возможности пробоя изоляции токопроводящих частей присоединенного электрооборудования, с которым работают люди.

Автотрансформаторы успешно конкурируют за потребителя, наряду с двух- и даже трехобмоточными электрическими трансформаторами. Автотрансформаторы относительно не дороги, удобны, могут выполнять функции как повышения, так и понижения, и являются идеальным выбором для сетей с невысоким напряжением и коэффициентом трансформации.

Автотрансформаторы | Устройство и принцип действия

Автотрансформатор является одной из разновидностей обычного трансформатора напряжения, отличаясь от него своей конструкцией, которая даёт автотрансформаторам ряд весомых преимуществ, делая их просто незаменимыми, например, при производстве стабилизаторов напряжения.

Но давайте обо всё по порядку, в этой статье я подробно расскажу о том, что такое автотрансформатор, зачем он нужен, какая у него конструкция и многое другое.

Автотрансформатор — это устройство для изменения напряжения переменного тока при сохранении его частоты, основанное на эффекте электромагнитной индукции, которое имеет одну общую обмотку на магнитопроводе и не менее трёх выводов от неё.

Если простыми словами, то автотрансформаторы – это разновидность обычных трансформаторов напряжения, в которых есть всего одна обмотка, часть витков которой выполняют функцию первичной обмотки, а часть вторичной.

Для лучшего понимания, давайте рассмотрим устройство наиболее распространенного типа автотрансформаторов.

 

Устройство автотрансформатора

 

Чаще всего стандартный автотрансформатор представляет собой тороидальный магнитопровод – сердечник, сделанный из электротехнической стали в виде кольца, на который намотана медная проволока – называемая обмоткой.

Кроме того, чтобы эта конструкция служила именно автотрансформатором, у неё есть дополнительная «отпайка» — отвод от этой обмотки, всего контактов получается, как минимум три.

Устройство автотрансформатора достаточно наглядно показано на изображении ниже:

В данном примере, вы можете видеть автотрансформатор, к крайним контактам которого подключается источник напряжения переменного тока, к A – фаза, к X – ноль. Все витки проволоки между этими точками считаются первичной обмоткой.

Нагрузка, какой-нибудь электроприбор, которому для работы требуется меньшее напряжение, чем поступает из сети, подключается к выводам a2 и X – витки между этими контактами – это уже вторичная обмотка.

Как видите, у автотрансформатора есть всего одна обмотка, но при этом напряжение, если замерять в различных точках подключения, будет разным, почему оно меняется и как определить насколько (коэффициент трансформации) мы рассмотрим ниже.

 

Обозначение автотрансформатора на схемах

 

Кстати, вы довольно легко на любой схеме определите автотрансформатор и отличите его от обычного трансформатора, чаще всего он обозначается вот так:

Как видите, схематически у автотрансформатора показаны все его основные элементы: прямая линия — это стальной сердечник, с одной стороны которого расположена единственная обмотка – в виде волнистой линии, от которой идёт несколько отводов.

Перепутать с обычным трансформатором не получится, ведь у него на схеме будет как минимум две обмотки по сторонам от сердечника.

Более подробно о принципиальных различиях автотрансформатора и обычного трансформатора напряжения, я расскажу во второй части этой статьи.

 

Принцип работы автотрансформатора

 

А сейчас, для лучшего понимания основного принципа работы автотрансформаторов, рассмотрим процессы, которые в них происходят.

В качестве примера, мы возьмем автотрансформатор, который может как повышать напряжение на выходе, так и уменьшать его, относительно начального. Общее количество витков медного провода у него, для удобства расчетов, равно 20, выглядит он следующим образом:

Как видите, у такой модели, есть уже четыре точки подключения к общей обмотке: A1, a2, a3 и X.

К контактам A1 и N – подключается источник переменного электрического тока, например, питание стандартной городской электросети, с напряжением(U1), в нашем случае это стандартные 220В. Всего между этими точками 18 витков медной проволоки, этот участок спирали обозначен как W1, он считается первичной обмоткой автотрансформатора.

 

Что происходит при подаче напряжения на автотрансформатор

 

При протекании переменного тока по обмотке, в сердечнике (магнитопроводе) автотрансформатора, образуется переменный магнитный поток, который циркулирует по замкнутому магнитному сердечнику, пронизывая ВСЕ витки обмотки.

Проще говоря, при подключении тока к первичной обмотке – в нашем примере к 18 виткам, магнитный поток протекая по сердечнику пронизывает всю обмотку, все 20 витков. Напряжение же на первичной обмотке (в точках подключения A1 и X) остаётся 220В или, если распределить на каждый виток 220/18 = 12.222… Вольта на каждый.

Теперь, чтобы узнать какое напряжение образуется на всех 20 витках, к точкам a2 и X, подключим нагрузку, какой-нибудь электроприбор – это будет вторичная обмотка автотрансформатора. На схеме условно обозначим нагрузку, некий электроприбор подключеный к этой обмотке, напряжение U2, а число витков между контактами W2 = 20.

 

Зависимость между обмотками у автотрансформатора, выражается следующей формулой:

U1/w1 = U2/w2, где U1 напряжение на первой обмотке, U2 напряжение на второй обмотке, w1 число витков первой обмотки, w2 число витков второй обмотки.

Из этой формулы следует что напряжение на вторичной обмотке изменяется относительно напряжения первичной обмотки, пропорционально разнице витков. В нашем примере на один виток первичной обмотки приходится 12.22.. Вольт, у вторичной же обмотки витков больше на 2, соответственно общее напряжение обмотки выше на 24.44..Вольта.

Это доказывает нехитрый расcчет:

U1/w1 = U2/w2,

220 Вольт/18 Витков=U2/20 Витков,

U2 = 220*20/18 = 244.44В

Автотрансформатор, у которого на вторичной обмотке напряжение увеличивается называется повышающий.

Зная зависимость между обмотками, мы можем вычислить коэффициент трансформации, величину, которая позволяет легко определять, изменение входящих параметров (напряжения, сопротивления, силы тока) на вторичной обмотке.

 

Коэффициент трансформации вычисляется по следующей формуле: U1/U2=w1/w2

 

В нашем случае получается 220/244,44=18/20=0,9

 

Теперь давайте посмотрим, как изменится напряжения на оставшихся контактах.

Подключаем нагрузку к контактам a3 и X нашего автотрансформатора, число витков w3 у этой обмотки равно 16, напряжение обозначим как U3.

Следуя той же формуле, рассчитываем напряжение:

U1/w1 = U3/w3 = 220/18=U3/16, от сюда следует, что U3 =220*16/18 = 195,55.. Вольт, а коэффициент трансформации U1/U3=w1/w3=220/195,55=18/16=1,125 , эта обмотка понижающая.

Автотрансформатор, у которого на вторичной обмотке напряжение уменьшается называется понижающий.

Теперь, зная коэффициенты трансформации на всех выводах автотрансформатора мы легко сможем определять, например, какое будет напряжение на вторичной обмотке, если изменится напряжение источника электрического тока:

Так, например, при напряжении источника переменного тока на первичной обмотке 200В, у этого трансформатора:

— на контактах a2 и X, при коэффициенте трансформации k1=0,9 напряжением будет U2=200В/0,9= 222,22 В

— на контактах a3 и X, при коэффициенте трансформации k2=1,125 напряжение равняется U3=200/1,125=177,77 В

 

ПРАВИЛО: Если коэффициент трансформации k>1 – то трансформатор понижающий, если же k1, то повышающий.

 

Чаще всего стандартный автотрансформатор имеет большее количество выводов, чем в нашем примере, большее количество ступеней для регулировки входящего напряжения или тока.

Логическим развитием автотрансформаторов, стало появление так называемых РЕГУЛИРУЕМЫХ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ, у которых нет множество дополнительных отпаек с разным коэфициентом трансформации, а количество витков вторичной обмотки, изменяется путем перемещения подвижного контакта по ней — подробнее об этом читайте ТУТ.

 

Изменение силы тока в автотрансформаторе

По силе тока есть простое правило — ток в обмотке более высокого напряжения меньше, чем ток в обмотке с более низким напряжением.

Другими словами, если используется понижающий отвод от первичной обмотки автотрансформатора – то ток на вторичной обмотке будет больше, а напряжение ниже и наоборот, если используется повышающий отвод – то ток на вторичной обмотке будет ниже, а напряжение выше.

Мощности же на обеих обмотках примерно одинаковы, поэтому, согласно закону ОМА:

I1U1 = I2U2, где I1 – ток в первичной обмотке, I2 – ток во вторичной обмотке, U1- напряжение в первичной обмотке, U2 – Напряжение во вторичной обмотке.

Соответственно ток, например, в первичной обмотке рассчитывается так: I1 = U2*I2/U1

Зная, как изменяется ток, можно заранее правильно подобрать кабели питания и защитную автоматику.

Теперь, когда вы знакомы с принципом работы автотрансформатора и знаете его конструкцию, давайте рассмотрим какие они бывают, их назначение и места применения, какие у них плюсы и минусы и чем принципиально отличаются от обычных трансформаторов. Всё это и многое другое читайте во второй части этой статьи. Подписывайтесь на нашу группу вконтакте, следите за выходом новых материалов!

Что такое автотрансформатор? — Работа, преимущества, недостатки и использование

Автотрансформатор — это трансформатор только с одной обмоткой, намотанной на многослойный сердечник. Автотрансформатор похож на двухобмоточный трансформатор, но отличается тем, как взаимосвязаны первичная и вторичная обмотки. Часть обмотки является общей как для первичной, так и для вторичной сторон.

В условиях нагрузки часть тока нагрузки получается непосредственно от источника питания, а оставшаяся часть получается за счет действия трансформатора. Автотрансформатор работает как регулятор напряжения.

Содержимое :

• Описание автотрансформатора со схемой
• Экономия меди в автотрансформаторе по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором
• Преимущества автотрансформатора
• Недостатки автотрансформатора
• Применение автотрансформатора

Пояснение к автотрансформатору с электрической схемой

В обычном трансформаторе первичная и вторичная обмотки электрически изолированы друг от друга, но соединены магнитным способом, как показано на рисунке ниже. В то время как в автотрансформаторе первичная и вторичная обмотки связаны как магнитно, так и электрически. Фактически часть одинарной непрерывной обмотки является общей как для первичной, так и для вторичной обмотки.

Рисунок A: Обычный двухобмоточный трансформатор

В зависимости от конструкции существует два типа автотрансформаторов. В одном типе трансформатора имеется непрерывная обмотка с выводами отводов в удобных точках, определяемых желаемым вторичным напряжением. Однако в автотрансформаторе другого типа есть две или более отдельных катушек, электрически соединенных в непрерывную обмотку. Конструкция автотрансформатора показана на рисунке ниже.

Рисунок B: Авто — Трансформатор

Первичная обмотка AB, от которой берется отвод C, так что CB действует как вторичная обмотка. Напряжение питания приложено к АВ, а нагрузка подключена к СВ. Выстукивание может быть фиксированным или переменным. При приложении переменного напряжения V ₁ к АВ в сердечнике создается переменный поток, в результате чего в обмотке АВ индуцируется ЭДС E ₁ . Часть этой ЭДС индукции отводится во вторичную цепь.

Лет,

• В ₁ – первичное приложенное напряжение
• В ₂ – вторичное напряжение на нагрузке
• I ₁ – первичный ток
• I ₂ – ток нагрузки
• N ₁ – количество витков между А и В
• N ₂ – количество витков между C и B

Пренебрегая током холостого хода, реактивным сопротивлением утечки и потерями,

В ₁ = E ₁ и В ₂ = E ₂

Следовательно, коэффициент трансформации:

Поскольку вторичные ампер-витки противоположны первичным ампер-виткам, то ток I ₂ находится в противофазе с I ₁ . Вторичное напряжение меньше первичного. Следовательно, ток I ₂ больше, чем ток I ₁ . Следовательно, результирующий ток, протекающий через участок BC, равен (I ₂ – I ₁ ).

Ампер-витки на участке BC = ток x витки
Уравнение (1) и (2) показывает, что ампер-витки на участке BC и AC уравновешивают друг друга, что характерно для работы трансформатора.

Экономия меди в автотрансформаторе по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором

Вес меди пропорционален длине и площади поперечного сечения проводника.

Длина проводника пропорциональна количеству витков, а сечение пропорционально произведению тока на количество витков.

Теперь, исходя из приведенного выше рисунка (B) автотрансформатора, вес меди, необходимой для автотрансформатора, составляет

W _a = вес меди в секции AC + вес меди в секции CB

Поэтому

меди, необходимой для обычного трансформатора,

Вт ₀ = вес меди на его первичной обмотке + вес меди на его вторичной обмотке

Следовательно,

Теперь отношение веса меди в автотрансформатор к весу меди в обычном трансформаторе дается как

Экономия меди за счет использования автотрансформатора = вес меди, необходимый для обычного трансформатора – вес меди, необходимый для автотрансформатора. Таким образом,

Экономия меди = K x вес меди, необходимый для двух обмоток трансформатора

Следовательно, экономия меди увеличивается по мере приближения коэффициента трансформации к единице. Следовательно, автотрансформатор используется, когда значение К близко к единице.

Преимущества автотрансформатора

• Дешевле
• Лучшее регулирование
• Низкие потери по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором того же номинала.

Недостатки автотрансформатора

Существуют различные преимущества автотрансформатора, но есть и один существенный недостаток, из-за которого автотрансформатор не нашел широкого применения, заключается в том, что

• Вторичная обмотка не изолирована от первичной обмотки.
  При использовании автотрансформатора для питания низкого напряжения от высокого напряжения и обрыве вторичной обмотки полное первичное напряжение попадает на вторичный вывод, что опасно для оператора и оборудования. Поэтому автотрансформатор не следует использовать для соединения высоковольтных и низковольтных систем.

• Используется только в тех случаях, когда требуется небольшое отклонение выходного напряжения от входного.

Применение автотрансформатора

• Используется в качестве пускателя для подачи от 50 до 60% полного напряжения на статор асинхронного двигателя с короткозамкнутым ротором во время пуска.
• Используется для небольшого усиления распределительного кабеля, чтобы скорректировать падение напряжения.
• Также используется как регулятор напряжения
• Используется в системе передачи и распределения электроэнергии, а также в аудиосистеме и на железных дорогах.

Типы, работа, преимущества и применение

Содержание

Что такое автотрансформатор:

Автотрансформатор — это специальный тип трансформатора, состоящий из одной обмотки. Эта обмотка используется как для первичной, так и для вторичной (высокого и низкого напряжения) сторон. Он широко используется благодаря своей 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 имеется электрическая изоляция.

С другой стороны, автотрансформатор использует одну обмотку как первичную и вторичную одновременно. Благодаря этому вход и выход связаны электрически, а также магнитно через самоиндукцию. Электрическое соединение включает в себя опасность удаления изоляции между обмотками, но эта отдельная обмотка дает много преимуществ, которые обсуждаются в этой статье ниже.

• Запись по теме: Типы трансформаторов и их применение

Работа автотрансформатора:

Стандартный автотрансформатор, как показано на рисунке ниже, имеет одну обмотку на многослойном сердечнике. Эта единственная обмотка используется как для первичной, так и для вторичной цепи.

Их обмотка состоит как минимум из трех выводов, т. е. A, B и C, как показано на рисунке. Клеммы A и B являются фиксированными клеммами, а клемма C представляет собой регулируемую точку ответвления. Питание переменного тока подается на фиксированные клеммы A и B, а нагрузка подключается к переменным точкам ответвления C и B.

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

На рисунке выше показано несколько точек ответвления, т.е. C ₁ , C ₂ , C ₃ . В то время как две другие клеммы A и B зафиксированы.

• Запись по теме: Как узнать мощность однофазного и трехфазного трансформатора в кВА?

Помимо электрического соединения между первичной и вторичной обмотками, существует индукционный поток энергии. Это связано с тем, что переменный переменный ток в обмотке создает переменный магнитный поток, который индуцирует ЭДС в обмотке, также известную как самоиндукция. Таким образом, выход автотрансформатора представляет собой комбинацию преобразования энергии и электрической проводимости, 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 первичной обмотки равно N ₁ , а количество витков вторичной обмотки равно N ₂ . Таким образом, коэффициент трансформации трансформатора определяется выражением;

Передаточное число, k = N ₂ /N ₁

Это передаточное число может варьироваться в зависимости от переменной точки ответвления, 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 нагрузку 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 ответвления C в обмотке, мы можем изменить коэффициент витка k. Это приведет к переменному вторичному напряжению. Таким образом, выходное напряжение автотрансформатора можно изменять, перемещая точку ответвления.

• Связанный пост: Почему трансформатор рассчитан на кВА, а не на кВт?

Типы автотрансформаторов:

В зависимости от повышения и понижения напряжения автотрансформаторы делятся на два типа: повышающий трансформатор и понижающий трансформатор. Так же, как и два обмоточных трансформатора, одиночный автотрансформатор может использоваться в обеих конфигурациях.

Повышающий автотрансформатор

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

Для выполнения функции повышения источник питания переменного тока подключается к регулируемой точке ответвления C и B, а нагрузка подключается к клеммам A и C, как показано на рисунке ниже.

В такой конфигурации число витков первичной обмотки N ₁ (входная обмотка), расположенной между C и B, меньше числа витков вторичной обмотки N ₂ .

Таким образом, коэффициент трансформации (N ₂ / N ₁ ) становится больше единицы, что является условием для повышающего трансформатора.

Похожие сообщения:

• Использование и применение трансформатора
• Соединения трансформаторов с открытым треугольником

Понижающий автотрансформатор

В понижающем автотрансформаторе выходное напряжение меньше входного напряжения, а выходной ток больше входного тока.

Для выполнения функции понижения соединения меняются на повышающие. Источник переменного тока подключается к фиксированным клеммам (A и B) автотрансформатора, а нагрузка подключается между клеммами C и B.

Количество витков первичной обмотки N ₁ между точками A и B превышает количество витков вторичной обмотки N ₂ . Следовательно, коэффициент трансформации становится меньше 1, что является условием для понижающего трансформатора.

• Сообщение по теме:  Разница между силовыми и распределительными трансформаторами?

Экономия меди в автотрансформаторе:

Наиболее заметной особенностью автотрансформатора является экономия меди по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором.

Вес меди зависит от ее длины и площади поперечного сечения. Однако длина меди в трансформаторе соответствует количеству витков, а площадь поперечного сечения соответствует его номинальному току. Таким образом, масса меди в трансформаторе равна;

Масса меди = N x I

Где N — количество витков, а I — ток, протекающий через них.

Из-за двух разных токов в обмотке автотрансформатора обмотка разделена на две части, т. е. AC и CB.

Масса меди для сечения AC составляет;

W _AC ∝ I ₁ (N ₁ -N ₂ )

I ₁ -ток, протекающий через него, и (N ₁ -N ₂ ) -THE THE & (N ₁ -N ₂ 4) IS THE THE & (N ₁ -N ₂ ) IS The & (N ₁ -N ₂ ) IS THEN TOR количество витков между точками A и C.

Масса медная для секции СВ;

W _CB ∝ (I ₂ – I ₁ ) N ₂

• 0016

N ₂ — количество витков между точками C и B. Однако ток (I ₂ — I ₁ ) возникает из-за того, что ток нагрузки I ₂ противоположен по фазе току I ₁ . Поскольку мы знаем, что выходное напряжение уменьшается из-за нижних вторичных витков, выходной ток I ₂ превышает первичный ток I ₁ . Таким образом, результаты обоих текущих становятся (I ₂ – I ₁ ).

Теперь общий вес меди обмотки автотрансформатора, W _a есть;

W _A ∝ (W _AB + W _{до н.э.} )

W _A ∝ I ₁ (N ₁ — N ₂ ) + (I — N ₂ 44) + (I — N ₂ 4) + (I — N ₂ 4) + (I — N ₂ ) + (I ₁ — N ₂ ) + 2 ) + (I ₁ — N ₂ ) + 2 _{(N 1 — N 2 ). — I 1 ) N 2}

W _A ∝ I ₁ N ₁ — I ₁ N ₂ + I ₂ N 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3434 3 40034 3 40034 3 40034 2 + I ₂ N 2 + I ₂ N 2 . N ₂

W _a   ∝  I ₁ N ₁ + I ₂ N ₂ – 2 I ₁ N ₂

Теперь найдем массу двух обмоток обычного трансформатора;

Масса медная первичной обмотки;

W _p ∝  I ₁ N ₁

Медный груз вторичной обмотки;

W _s ∝  I ₂ N ₂

Общий вес меди двухобмоточного трансформатора;

W _TW ∝ W _P + W _S

W _TW ∝ I ₁ N ₁ + I ₂ N _{2 3454549554} 4. 400049545954 95954 4.. отношение веса автотрансформатора к двухобмоточному трансформатору;

Разделив на I ₁ N ₁

Теперь разница между массой меди автомобильного и двухобмоточного трансформаторов составляет;

Таким образом, экономия меди в автотрансформаторе зависит от его коэффициента трансформации. Поскольку передаточное число автотрансформатора остается меньше единицы, экономия меди увеличивается, когда передаточное число достигает значения, близкого к единице.

• Запись по теме: Защита и неисправности силового трансформатора

Процентная экономия меди

Процентную экономию меди автотрансформатора можно легко определить, взяв отношение стороны низкого напряжения к стороне высокого напряжения. Например,

Процентная экономия меди  =  V _L /V _H x 100%

Так как напряжение соответствует виткам в обмотке, процент экономии меди также можно рассчитать как;

Процент экономии меди = N _L /N _H x 100%

Где

N _L = количество витков на стороне низкого напряжения

N _{H 900 = количество витков на стороне высокого напряжения сторона}

• Запись по теме: Потери в трансформаторе – Типы потерь энергии в трансформаторе

Преимущества автотрансформатора:

• Наиболее важной особенностью автотрансформатора является экономия меди. Количество меди, используемой в автотрансформаторе, меньше, чем в двухобмоточном трансформаторе того же номинала. Таким образом, он уменьшает капитал на , необходимый для его строительства.
• В автотрансформаторе используется одна обмотка, что значительно уменьшает его размер и вес.
• Небольшие размеры и вес автотрансформатора позволяют ему иметь более высокую номинальную мощность ВА, чем обычный двухобмоточный трансформатор при том же количестве материала.
• Регулировка напряжения намного лучше, чем у двухобмоточного трансформатора, за счет устранения потерь во второй обмотке.
• Благодаря электропроводности, магнитной индукции и уменьшению потерь во второй обмотке КПД автотрансформатора выше, чем у двухобмоточного трансформатора.

Связанный пост: Уравнение ЭДС трансформатора

Недостатки автотрансформатора:

• Между обмотками отсутствует электрическая изоляция. Таким образом, заземление первичной обмотки автотрансформатора не устранит риск поражения электрическим током, поскольку обе обмотки электрически соединены. Цепь по-прежнему будет замыкаться через землю.
• Из-за наличия гальванической развязки между обмотками двухобмоточный трансформатор блокирует передачу гармоник между нагрузкой и питанием, в то время как автотрансформатор фактически не может этого сделать.
• Из-за низкого потока рассеяния между первичной и вторичной обмотками полное сопротивление автотрансформатора низкое. Таким образом, это может привести к большим токам короткого замыкания во вторичной обмотке.

Связанная статья: Техническое обслуживание трансформатора — техническое обслуживание, диагностика и мониторинг силовых трансформаторов

Применение автотрансформатора:

• Они используются для компенсации падения напряжения в распределительных трансформаторах.
• Для пуска асинхронных и синхронных двигателей используется несколько методов. Одним из способов является использование автотрансформатора.
• В лабораториях используется регулируемый автотрансформатор, также известный как Variac , который имеет постоянно регулируемое выходное напряжение.