Definizione Autotrasformatore
L’autotrasformatore ha un singolo avvolgimento su un’anima di ferro. Uno dei terminali della bobina è comune sia all’ingresso che all’uscita e l’altro terminale di uscita è mobile in modo che possa entrare in contatto con qualsiasi svolta sull’avvolgimento.
Autotrasformatore step-Up / Step-Down
Un autotrasformatore può essere utilizzato come trasformatore step-up o step-down. Come step-up, è spesso indicato come una spinta, e come step-down, si chiama una connessione buck. La figura 1 mostra la rappresentazione schematica della connessione buck mentre la figura 2 mostra la connessione boost.
Principio di funzionamento dell’autotrasformatore
L’autotrasformatore svolge una funzione simile a quella del normale trasformatore per aumentare o abbassare la tensione. Consiste in un singolo avvolgimento continuo con un rubinetto tirato fuori in un punto intermedio come mostrato in Fig.1. Poiché gli avvolgimenti primari e secondari dell’autotrasformatore sono fisicamente collegati, la tensione di alimentazione e di uscita non sono isolati l’uno dall’altro.
Fig.1: Autotrasformatore Diagramma
Quando una tensione V1 è applicata al primario dell’autotrasformatore, le tensioni indotte sono legati da
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Trascurando le cadute di tensione negli avvolgimenti
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Quando un carico è collegato al secondario del autotrasformatore, una corrente I2 scorre nella direzione mostrata in Fig.1. Dalla legge attuale di Kirchhoff,
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Come nel trasformatore ordinario, gli ampere-giri primari e secondari si bilanciano a vicenda, ad eccezione della piccola corrente richiesta per la magnetizzazione del nucleo:
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Equazione 4 può anche essere scritto come
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Sostituendo l’Equazione (5) nell’Equazione (3), il rapporto tra la corrente di avvolgimento è trovato come
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In un autotrasformatore, la potenza totale trasmessa dal primario al secondario, in realtà, non passare attraverso l’intero avvolgimento. Ciò significa che una maggiore quantità di potenza può essere trasferita senza superare la corrente nominale degli avvolgimenti del trasformatore.
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Allo stesso modo, la potenza apparente in uscita è data da
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Tuttavia, la potenza apparente negli avvolgimenti del trasformatore è
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Questa potenza è la componente della potenza trasferita dall’azione del trasformatore o dall’induzione elettromagnetica.
La differenza (S2-Sw) tra la potenza apparente in uscita e la potenza apparente negli avvolgimenti è la componente dell’uscita trasferita per conduzione elettrica. Questo è uguale a
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Vantaggi di un autotrasformatore
Si noti che se il rapporto di giri del trasformatore è grande, la potenza nominale di un autotrasformatore sarà molto più grande della valutazione di un trasformatore convenzionale. In un trasformatore convenzionale, tutta la potenza viene trasformata, mentre in un autotrasformatore, la maggior parte della potenza viene condotta a un potenziale elevato. Come risultato, un autotrasformatore è molto più piccolo di un trasformatore convenzionale della stessa valutazione.
Altri vantaggi di un autotrasformatore rispetto a un trasformatore a due avvolgimenti sono:
- Economico
- Più efficiente, perché le perdite rimangono le stesse, mentre la valutazione di sale rispetto ad un trasformatore tradizionale
- > Inferiore emozionante corrente
- Migliore regolazione della tensione
Svantaggi di un Autotrasformatore
Alcuni degli svantaggi di un autotrasformatore sono:
- più Grande corrente di corto circuito
- esiste Nessun isolamento tra gli avvolgimenti primario e secondario
- utile Solo moderatamente più piccole variazioni di tensione
Applicazioni di Autotrasformatore
applicazioni Pratiche di autotrasformatori includono:
- Essi sono generalmente utilizzati per collegare le linee di trasmissione leggermente diverse tensioni di alimentazione ( ad es., 115 kV 138 kV o 138 kV e 161 kV)
- Essi sono utilizzati per compensare le cadute di tensione su lunghe alimentatore circuiti dove è importante che ogni dispositivo di carico riceve la stessa tensione ( ad esempio, sull’aviosuperficie di circuiti di illuminazione uniforme l’intensità delle lampade)
- offrono variabile di tensione di controllo in laboratorio installazione: come si sposta il contatto strisciante, quasi tutti della bobina può diventare la serie della bobina. Pertanto, l’intera bobina deve essere dimensionata per la massima corrente.
- Vengono utilizzati per regolare la tensione di uscita del trasformatore al fine di mantenere costante la tensione di sistema con carico variabile.
Esempio autotrasformatore
Un trasformatore monofase, 10-kVA, 440/110-V, a due avvolgimenti è collegato come autotrasformatore per fornire un carico a 550 V da un’alimentazione a 440 V come mostrato di seguito. Calcola quanto segue.
- kVA come un autotrasformatore
- potenza apparente trasferito per conduzione
- potenza apparente trasferiti dall’induzione elettromagnetica
Soluzione
monofase, a due avvolgimenti del trasformatore è riconnesso come un autotrasformatore, come mostrato in Fig.2. Le valutazioni correnti degli avvolgimenti sono date da
Fig.2: Autotrasformatore Esempio
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massima o nominale di carico, primaria e secondaria di terminale correnti sono
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Pertanto, la potenza kVA dell’autotrasformatore è
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Nota che questo trasformatore, il cui rating come un normale due avvolgimenti del trasformatore è a soli 10 kVA, è in grado di gestire 50 kVA un autotrasformatore. Tuttavia, non tutti i 50 kVA vengono trasformati dall’induzione elettromagnetica. Una gran parte viene semplicemente trasferita elettricamente per conduzione.
La potenza apparente trasformata per induzione è
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La potenza apparente trasformata dalla conduzione è
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