Autotransformator Definition
autotransformatorn har en enda lindning på en järnkärna. En av spolterminalerna är gemensam för både ingång och utgång, och den andra utgångsterminalen är rörlig så att den kan komma i kontakt med någon sväng på lindningen.
Step-Up / Step-Down Autotransformator
en autotransformator kan användas som en step-up eller en step-down transformator. Som en step-up, det är ofta kallas ett uppsving, och som en step-down, det kallas en buck anslutning. Figur 1 visar den schematiska representationen av buck-anslutningen medan figur 2 visar boost-anslutningen.
Autotransformator arbetsprincip
autotransformatorn tjänar en funktion som liknar den vanliga transformatorn för att höja eller sänka spänningen. Den består av en enda kontinuerlig lindning med en kran som tas ut vid någon mellanliggande punkt som visas i Fig.1. Eftersom autotransformatorns primära och sekundära lindningar är fysiskt anslutna, är matnings-och utspänningen inte isolerade från varandra.
Fig.1: Autotransformatordiagram
när en spänning V1 appliceras på autotransformatorns primär, är de inducerade spänningarna relaterade till
\
försummar spänningsfall i lindningarna
\
när en belastning är ansluten till autotransformatorns sekundär strömmar en ström I2 i den riktning som visas i Fig.1. Enligt Kirchhoffs nuvarande lag,
\
som i den vanliga transformatorn balanserar de primära och sekundära ampere-svängarna varandra, förutom den lilla strömmen som krävs för kärnmagnetisering:
\
ekvation 4 kan också skrivas som
\
genom att ersätta ekvation (5) i ekvation (3) hittas förhållandet mellan lindningsströmmen som
\
i en autotransformator passerar den totala effekten som överförs från primär till sekundär faktiskt inte genom hela lindningen. Detta innebär att en större mängd effekt kan överföras utan att överskrida strömvärdet för transformatorns lindningar.
\
på samma sätt ges den skenbara effekten av
\
den uppenbara kraften i transformatorlindningarna är emellertid
\
denna kraft är komponenten av kraften som överförs genom transformatorverkan eller genom elektromagnetisk induktion.
skillnaden (S2 –Sw) mellan den skenbara effekten och den skenbara effekten i lindningarna är komponenten i utgången som överförs genom elektrisk ledning. Detta är lika med
\
fördelar med en Autotransformator
Observera att om transformatorns varvtal är stor, kommer effektvärdet som en autotransformator att vara mycket större än värdet som en konventionell transformator. I en konventionell transformator transformeras all kraft, medan i en autotransformator utförs det mesta av kraften vid en förhöjd potential. Som ett resultat är en autotransformator mycket mindre än en konventionell transformator med samma betyg.
andra fördelar med en autotransformator över en tvålindningstransformator är:
- billigare
- effektivare, eftersom förlusterna förblir desamma medan värdet går upp jämfört med en konventionell transformator
- lägre spännande ström
- bättre spänningsreglering
nackdelar med en Autotransformator
några av nackdelarna med en Autotransformator autotransformator är:
- större kortslutningsström
- det finns ingen isolering mellan primära och sekundära lindningar
- endast användbar för måttligt mindre spänningsförändringar
tillämpningar av Autotransformator
praktiska tillämpningar av autotransformatorer inkluderar:
- de används vanligtvis för att ansluta överföringsledningar med något olika spänningar (t. ex. 115 kV och 138 kV eller 138 kV och 161 kV)
- de används för att kompensera för spänningsfall på långa matarkretsar där det är viktigt att varje belastningsanordning får samma spänning ( t.ex. på flygfältets belysningskretsar för att säkerställa enhetlig lampintensitet)
- de erbjuder variabel spänningskontroll i laboratorieinställningen: när vi flyttar glidkontakten kan nästan hela spolen bli seriespolen. Därför måste hela spolen vara dimensionerad för maximal ström.
- de används för att justera transformatorns utspänning för att hålla systemspänningen konstant med varierande belastning.
Autotransformatorexempel
en enfas, 10-kVA, 440/110-v, tvålindningstransformator är ansluten som en autotransformator för att leverera en belastning vid 550 V från en 440 V matning enligt nedan. Beräkna följande.
- kva-klassificering som autotransformator
- skenbar effekt överförd genom ledning
- skenbar effekt överförd genom elektromagnetisk induktion
lösning
enfas, en tvålindningstransformator återansluts som en autotransformator som visas i Fig.2. De aktuella värdena för lindningarna ges av
Fig.2: Autotransformator exempel
\
vid full eller nominell belastning är de primära och sekundära terminalströmmarna
\
därför är kva-värdet för autotransformatorn
\
Observera att denna transformator, vars betyg som en vanlig tvålindningstransformator endast är 10 kVA, kan hantera 50 kVA som autotransformator. Men inte alla 50 kVA transformeras genom elektromagnetisk induktion. En stor del överförs endast elektriskt genom ledning.
den skenbara kraften transformerad genom induktion är
\
den uppenbara kraften som transformeras genom ledning är
\