autotransformator definiție
autotransformatorul are o singură înfășurare pe un miez de fier. Unul dintre bornele bobinei este comun atât pentru intrare, cât și pentru ieșire, iar celălalt terminal de ieșire este mobil, astfel încât să poată intra în contact cu orice rotire a înfășurării.
Step-Up/ Step-Down Autotransformer
un autotransformator poate fi utilizat ca transformator step-up sau step-down. Ca un pas-up, este adesea menționată ca un impuls, și ca un pas-jos, se numește o conexiune Dolar. Figura 1 prezintă Reprezentarea schematică a conexiunii buck în timp ce figura 2 arată conexiunea boost.
autotransformator principiul de lucru
autotransformatorul servește o funcție similară cu cea a transformatorului obișnuit pentru a ridica sau a reduce tensiunea. Se compune dintr-o singură înfășurare continuă cu un robinet scos la un punct intermediar, așa cum se arată în Fig.1. Deoarece înfășurările primare și secundare ale autotransformatorului sunt conectate fizic, tensiunea de alimentare și de ieșire nu sunt izolate una de cealaltă.
Fig.1: Diagrama autotransformatorului
când se aplică o tensiune V1 la primarul autotransformatorului, tensiunile induse sunt legate de
\
neglijarea căderilor de tensiune în înfășurări
\
când o sarcină este conectată la secundarul autotransformatorului, un curent I2 curge în direcția prezentată în Fig.1. Prin legea actuală a lui Kirchhoff,
\
ca și în transformatorul obișnuit, amperele primare și secundare se echilibrează reciproc, cu excepția curentului mic necesar pentru magnetizarea miezului:
\
ecuația 4 poate fi scrisă și ca
\
înlocuind ecuația (5) în ecuația (3), raportul curentului de înfășurare se găsește ca
\
într-un autotransformator, puterea totală transmisă de la primar la secundar nu trece de fapt prin întreaga înfășurare. Aceasta înseamnă că o cantitate mai mare de putere poate fi transferată fără a depăși valoarea curentă a înfășurărilor transformatorului.
\
în mod similar, puterea aparentă de ieșire este dată de
\
cu toate acestea, puterea aparentă în înfășurările transformatorului este
\
această putere este componenta puterii transferate prin acțiunea transformatorului sau prin inducție electromagnetică.
diferența (S2 –Sw) dintre puterea aparentă de ieșire și puterea aparentă în înfășurări este componenta ieșirii transferate prin conducție electrică. Aceasta este egală cu
\
avantajele unui autotransformator
rețineți că, dacă raportul de viraje al transformatorului este mare, puterea nominală ca autotransformator va fi mult mai mare decât ratingul ca transformator convențional. Într-un transformator convențional, toată puterea este transformată, în timp ce într-un autotransformator, cea mai mare parte a puterii este condusă la un potențial ridicat. Ca rezultat, un autotransformator este mult mai mic decât un transformator convențional cu același rating.
alte avantaje ale unui autotransformator față de un transformator cu două înfășurări sunt:
- mai ieftin
- mai eficient, deoarece pierderile rămân aceleași în timp ce ratingul crește în comparație cu un transformator convențional
- curent interesant mai mic
- o mai bună reglare a tensiunii
dezavantajele unui autotransformator
unele dintre dezavantajele unui transformator autotransformatoarele sunt:
- curent de scurtcircuit mai mare
- nu există izolare între înfășurările primare și secundare
- util numai pentru modificări de tensiune Moderat mai mici
aplicațiile autotransformatorului
aplicațiile practice ale autotransformatoarelor includ:
- acestea sunt utilizate în general pentru conectarea liniilor de transmisie cu tensiuni ușor diferite (de ex., 115 kV și 138 kV sau 138 kV și 161 kV)
- sunt utilizate pentru a compensa căderile de tensiune pe circuitele de alimentare lungi, unde este important ca fiecare dispozitiv de încărcare să primească aceeași tensiune ( de exemplu, pe circuitele de iluminare a aerodromului pentru a asigura o intensitate uniformă a lămpii)
- oferă control variabil al tensiunii în configurația de laborator: pe măsură ce deplasăm contactul glisant, practic toată bobina poate deveni bobina de serie. Prin urmare, întreaga bobină trebuie să fie dimensionată pentru un curent maxim.
- acestea sunt utilizate pentru a regla tensiunea de ieșire a transformatorului pentru a menține tensiunea sistemului constantă cu sarcină variabilă.
autotransformator exemplu
un transformator monofazat, 10-kVA, 440/110-V, cu două înfășurări este conectat ca un autotransformator pentru a furniza o sarcină la 550 V de la o alimentare de 440 V, așa cum se arată mai jos. Calculați următoarele.
- kVA ca autotransformator
- puterea aparentă transferată prin conducție
- puterea aparentă transferată prin inducție electromagnetică
soluție
transformatorul monofazat, cu două înfășurări, este reconectat ca autotransformator așa cum se arată în Fig.2. Evaluările actuale ale înfășurărilor sunt date de
Fig.2: Exemplu de autotransformator
\
la sarcină maximă sau nominală, curenții terminali primari și secundari sunt
\
prin urmare, ratingul kVA al autotransformatorului este
\
rețineți că acest transformator, al cărui rating ca transformator obișnuit cu două înfășurări este de numai 10 kVA, este capabil să manipuleze 50 kVA ca autotransformator. Cu toate acestea, nu toate cele 50 kVA sunt transformate prin inducție electromagnetică. O mare parte este pur și simplu transferată electric prin conducție.
puterea aparentă transformată prin inducție este
\
puterea aparentă transformată prin conducție este
\