Autotransformer Definition
autotransformer har en enkelt vikling på en jernkerne. En af spoleterminalerne er fælles for både input og output, og den anden udgangsterminal er bevægelig, så den kan komme i kontakt med enhver drejning på viklingen.
Step-Up / Step-ned Autotransformator
en autotransformator kan bruges som en step-up eller en step-ned transformer. Som en step-up, det kaldes ofte et løft, og som en nedtrapning, det kaldes en buck-forbindelse. Figur 1 viser den skematiske repræsentation af buck-forbindelse, mens figur 2 viser boost-forbindelsen.
Autotransformator arbejdsprincip
autotransformatoren tjener en funktion svarende til den almindelige transformer til at hæve eller sænke spændingen. Den består af en enkelt kontinuerlig vikling med et tryk bragt ud på et mellemliggende punkt som vist i Fig.1. Fordi autotransformatorens primære og sekundære viklinger er fysisk forbundet, er forsynings-og udgangsspændingen ikke isoleret fra hinanden.
Fig.1: Autotransformeringsdiagram
når en spænding V1 påføres den primære af autotransformatoren, er de inducerede spændinger relateret til
\
forsømmelse af spændingsfald i viklingerne
\
når en belastning er forbundet med sekundæret af autotransformatoren, strømmer en strøm i2 i den retning, der er vist i Fig.1. Kirchhoffs nuværende lov,
\
som i den almindelige transformer balancerer de primære og sekundære ampere-sving hinanden, bortset fra den lille strøm, der kræves til kernemagnetisering:
\
ligning 4 kan også skrives som
\
ved at erstatte ligning (5) i ligning (3) findes forholdet mellem viklingsstrømmen som
\
i en autotransformator passerer den samlede effekt, der transmitteres fra den primære til den sekundære, faktisk ikke gennem hele viklingen. Dette betyder, at en større mængde strøm kan overføres uden at overskride den aktuelle vurdering af transformatorens viklinger.
\
tilsvarende er output tilsyneladende effekt givet af
\
den tilsyneladende effekt i transformatorviklingerne er imidlertid
\
denne effekt er komponenten af den effekt, der overføres ved transformatorhandling eller ved elektromagnetisk induktion.
forskellen (S2 –SV) mellem den tilsyneladende udgangseffekt og den tilsyneladende effekt i viklingerne er komponenten af den udgang, der overføres ved elektrisk ledning. Dette er lig med
\
fordele ved en Autotransformator
Bemærk, at hvis transformatorens omdrejningsforhold er stort, vil effektgraden som autotransformator være meget større end vurderingen som en konventionel transformer. I en konventionel transformer transformeres al strøm, mens i en autotransformator udføres det meste af strømmen ved et forhøjet potentiale. Som et resultat er en autotransformer meget mindre end en konventionel transformer med samme rating.
andre fordele ved en autotransformator i forhold til en toviklingstransformator er:
- billigere
- mere effektiv, fordi tabene forbliver de samme, mens vurderingen går op i forhold til en konventionel transformer
- lavere spændende strøm
- bedre spændingsregulering
ulemper ved en Autotransformator
nogle af ulemperne ved en autotransformator er:
- større kortslutningsstrøm
- der findes ingen isolering mellem de primære og sekundære viklinger
- kun nyttig til moderat mindre spændingsændringer
anvendelser af Autotransformatorer
praktiske anvendelser af autotransformatorer inkluderer:
- de bruges generelt til at forbinde transmissionslinjer med lidt forskellige spændinger ( f. eks., 115 kV og 138 kV eller 138 kV og 161 kV)
- de er ansat til at kompensere for spændingsfald på lange fødekredsløb, hvor det er vigtigt, at hver belastningsenhed modtager den samme spænding ( f.eks. på flyvepladsbelysningskredsløb for at sikre ensartet lampeintensitet)
- de tilbyder variabel spændingskontrol i laboratorieopsætningen: når vi bevæger glidekontakten, kan næsten hele spolen blive seriespolen. Derfor skal hele spolen være dimensioneret for maksimal strøm.
- de bruges til at justere transformatorens udgangsspænding for at holde systemspændingen konstant med varierende belastning.
Autotransformer eksempel
en enfaset, 10-kVA, 440/110-v, toviklingstransformator er forbundet som en autotransformer for at levere en belastning ved 550 V fra en 440 V forsyning som vist nedenfor. Beregn følgende.
- kVA –klassificering som autotransformator
- tilsyneladende effekt overført ved ledning
- tilsyneladende effekt overført ved elektromagnetisk induktion
opløsning
enfaset, en toviklingstransformator tilsluttes igen som en autotransformator som vist i Fig.2. De aktuelle vurderinger af viklingerne er angivet med
Fig.2: Autotransformer eksempel
\
ved fuld eller nominel belastning er de primære og sekundære terminalstrømme
\
derfor er kVA-vurderingen af autotransformatoren
\
Bemærk, at denne transformer, hvis rating som en almindelig toviklingstransformator kun er 10 kVA, er i stand til at håndtere 50 kVA som autotransformer. Imidlertid transformeres ikke alle 50 kVA ved elektromagnetisk induktion. En stor del overføres kun elektrisk ved ledning.
den tilsyneladende effekt transformeret ved induktion er
\
den tilsyneladende kraft transformeret ved ledning er
\