autotranszformátor definíció
az autotranszformátornak egyetlen tekercselése van egy vasmagon. Az egyik tekercskapocs közös mind a bemeneten, mind a kimeneten, a másik kimeneti csatlakozó pedig mozgatható, így érintkezhet a tekercs bármely fordulatával.
Step – up / Step-Down autotranszformátor
az autotranszformátor használható step-up vagy step-down transzformátorként. Mint egy step-up, gyakran nevezik a lendületet, és mint egy step-down, ez az úgynevezett buck kapcsolat. Az 1. ábra a buck kapcsolat sematikus ábrázolását mutatja, míg a 2. ábra a boost kapcsolatot mutatja.
autotranszformátor működési elve
az autotranszformátor a szokásos transzformátorhoz hasonló funkciót tölt be a feszültség emelésére vagy csökkentésére. Ez áll egy folyamatos tekercselés egy csap hozta ki néhány köztes pont ábrán látható módon.1. Mivel az autotranszformátor primer és szekunder tekercsei fizikailag össze vannak kötve, a tápfeszültség és a kimeneti feszültség nem szigetelt egymástól.
ábra.1: Autotranszformátor Diagram
amikor v1 feszültséget alkalmazunk az autotranszformátor primerjére, az indukált feszültségeket a következők kapcsolják össze
\
a tekercsek feszültségcsökkenésének elhanyagolása
\
amikor terhelés van csatlakoztatva az autotranszformátor szekunder részéhez, egy I2 áram folyik az ábrán látható irányba.1. Kirchhoff jelenlegi törvénye,
\
a hagyományos transzformátorhoz hasonlóan az elsődleges és másodlagos amperfordulatok kiegyensúlyozzák egymást, kivéve a mag mágnesezéséhez szükséges kis áramot:
\
a 4. egyenlet úgy is írható, mint
\
az (5) egyenletet a (3) egyenletbe helyettesítve a tekercselési áram arányát a következőképpen találjuk meg
\
egy autotranszformátorban az elsődlegestől a szekunder felé továbbított teljes teljesítmény valójában nem halad át az egész tekercsen. Ez azt jelenti, hogy nagyobb mennyiségű energiát lehet átvinni anélkül, hogy meghaladná a transzformátor tekercseinek aktuális besorolását.
\
Hasonlóképpen, a kimeneti látszólagos teljesítményt az adja
\
a transzformátor tekercseinek látszólagos teljesítménye azonban
\
ez a teljesítmény a transzformátor vagy az elektromágneses indukció által átadott teljesítmény összetevője.
a kimenő látszólagos teljesítmény és a tekercsek látszólagos teljesítménye közötti különbség (S2 –Sw) az elektromos vezetéssel átadott kimenet összetevője. Ez egyenlő
\
az autotranszformátor előnyei
vegye figyelembe, hogy ha a transzformátor fordulatszáma nagy, akkor az autotranszformátor teljesítménye sokkal nagyobb lesz, mint a hagyományos transzformátoré. Egy hagyományos transzformátorban az összes teljesítmény átalakul, míg egy autotranszformátorban a teljesítmény nagy részét megnövekedett potenciállal hajtják végre. Ennek eredményeként az autotranszformátor sokkal kisebb, mint egy azonos besorolású hagyományos transzformátor.
az autotranszformátor további előnyei a két tekercselő transzformátorral szemben:
- olcsóbb
- hatékonyabb, mert a veszteségek változatlanok maradnak, míg a minősítés felmegy a hagyományos transzformátorhoz képest
- alacsonyabb izgalmas áram
- jobb feszültségszabályozás
az autotranszformátor hátrányai
az autotranszformátor néhány hátránya az autotranszformátor:
- nagyobb rövidzárlati áram
- az elsődleges és a szekunder tekercsek között nincs szigetelés
- csak mérsékelten kisebb feszültségváltozások esetén hasznos
autotranszformátorok alkalmazása
az autotranszformátorok gyakorlati alkalmazásai a következők:
- ezeket általában kissé eltérő feszültségű távvezetékek (pl., 115 kV és 138 kV vagy 138 kV és 161 kV)
- a hosszú adagoló áramkörök feszültségeséseinek kompenzálására szolgálnak, ahol fontos, hogy minden terhelő eszköz ugyanazt a feszültséget kapja ( például a repülőtér világítási áramkörein az egyenletes lámpaintenzitás biztosítása érdekében)
- változó feszültségszabályozást kínálnak a laboratóriumi beállításban: a csúszó érintkező mozgatásával gyakorlatilag az összes tekercs soros tekercsré válhat. Ezért a teljes tekercset a maximális áramhoz kell méretezni.
- a transzformátor kimeneti feszültségének beállítására szolgálnak annak érdekében, hogy a rendszer feszültsége változó terhelés mellett állandó maradjon.
autotranszformátor példa
egyfázisú, 10 kVA-os, 440/110-V-os, kéttekercses transzformátor csatlakozik autotranszformátorként, hogy 550 V – os terhelést biztosítson egy 440 V-os tápegységből az alábbiak szerint. Számítsa ki a következőket.
- kVA besorolás autotranszformátorként
- vezetéssel átadott látszólagos teljesítmény
- elektromágneses indukcióval átadott látszólagos teljesítmény
megoldás
az egyfázisú, kéttekercses transzformátort autotranszformátorként csatlakoztatják újra az ábrán látható módon.2. A tekercsek aktuális besorolását
ábra adja meg.2: Autotranszformátor példa
\
teljes vagy Névleges terhelés esetén az elsődleges és másodlagos termináláramok a következők
\
ezért az autotranszformátor kVA besorolása
\
ne feledje, hogy ez a transzformátor, amelynek rendes kéttekercses transzformátorának minősítése csak 10 kVA, képes 50 kVA-t kezelni autotranszformátorként. Azonban nem minden 50 kVA transzformálódik elektromágneses indukcióval. Nagy részét csak vezetéssel vezetik át elektromosan.
az indukcióval átalakított látszólagos teljesítmény
\
a vezetés által átalakított látszólagos teljesítmény
\