自動変圧器の定義
自動変圧器は鉄心に単一の巻線を持っています。 一方のコイル端子は入力と出力の両方に共通であり、他方の出力端子は可動であり、巻線上の任意のターンに接触することができる。
ステップアップ/ステップダウン自動変圧器
自動変圧器は、ステップアップまたはステップダウントランスとして使用することができます。 ステップアップとしては、ブーストと呼ばれ、ステップダウンとしてはバック接続と呼ばれます。 図1は降圧接続の回路図を示し、図2は昇圧接続を示しています。
Autotransformer働き主義
autotransformerは電圧を上げるか、または下げるために通常の変圧器のそれと同じような機能に役立ちます。 これは、図に示すように、いくつかの中間点で引き出されたタップを有する単一の連続巻線からなる。1. 自動変圧器の一次巻線と二次巻線は物理的に接続されているため、電源電圧と出力電圧は互いに絶縁されていません。
図。1: 自己変圧器図
自己変圧器の一次側に電圧V1を印加すると、誘導電圧は次のように関係します
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巻線の電圧降下を無視する
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負荷が自己変圧器の二次に接続されると、電流Ｉ２が図２に示す方向に流れる。1. キルヒホッフの現行法によって,
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通常の変圧器と同様に、コア磁化に必要な小さな電流を除いて、一次アンペアターンと二次アンペアターンは互いにバランスをとります:
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式4は次のように書くこともできます
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式(5)を式(3)に代入すると、巻線電流の比は次のようになります
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自動変圧器では、一次側から二次側に伝達される総電力は、実際には巻線全体を通過しません。 これは、変圧器の巻線の電流定格を超えることなく、より多くの電力を伝達することができることを意味する。
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同様に、出力皮相電力は次式で与えられます
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但し、変圧器の巻上げの皮相電力はあります
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この電力は、変圧器の作用または電磁誘導によって伝達される電力の成分である。
出力皮相電力と巻線の皮相電力との差（S2–Sw）は、電気伝導によって伝達される出力の成分です。 これは次のようになります
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自動変圧器の利点
変圧器の巻数比が大きい場合、自動変圧器としての電力定格は従来の変圧器としての定格よりもはるかに大きくなります。 従来の変圧器では、すべての電力が変換されますが、自動変圧器では、電力の大部分は高い電位で伝導されます。 その結果、自動変圧器は、同じ定格の従来の変圧器よりもはるかに小さい。
二巻変圧器に対する自動変圧器の他の利点は次のとおりです:
- 安価
- 従来の変圧器に比べて定格が上がる間も損失が変わらないため、より効率的
- 励磁電流が低い
- より良い電圧調整
自動変圧器の欠点
自動変圧器の欠点のいくつかは次のとおりである。:
- より大きな短絡電流
- 一次巻線と二次巻線の間に絶縁が存在しない
- 適度に小さい電圧変化にのみ有用
自動変圧器の用途
自動変圧器の実用:
- それらは一般に、わずかに異なる電圧の伝送線路を接続するために使用されます（例えば、 115kVおよび138kVまたは138kVおよび161kV)
- 各負荷装置が同じ電圧を受け取ることが重要である長いフィーダ回路の電圧降下を補償するために採用されています(例えば、均一なランプ強度を確保するために飛行場照明回路で)
- 実験室のセットアップで可変電圧制御を提供します。摺動接点を移動すると、事実上すべてのコイルが直列コイルになることができます。 したがって、コイル全体を最大電流のサイズにする必要があります。
- これらは、負荷が変化してシステム電圧を一定に保つために変圧器の出力電圧を調整するために使用されます。
自動変圧器の例
単相10kVA、440/110V、二巻変圧器を自動変圧器として接続し、以下に示すように550Vの負荷を440v電源から供給します。 以下を計算する。
- 自動変圧器としてのkVA定格
- 伝導による皮相電力
- 電磁誘導による皮相電力
ソリューション
単相、二巻変圧器は、図に示すように自動変圧器とし2. 巻線の電流定格は、
図によって与えられます。2: オートトランスの例
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全負荷または定格負荷では、一次および二次端子電流は次のとおりです。
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従って、autotransformerのkVAの評価はあります
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通常の二巻変圧器としての定格がわずか10kVAであるこの変圧器は、自動変圧器として50kVAを取り扱うことができることに注意してください。 しかし、50kVAのすべてが電磁誘導によって変換されるわけではありません。 大部分は単に伝導によって電気的に伝達されるだけである。
誘導によって変換される皮相電力は
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伝導によって変換される皮相電力は次のようになります
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