چه کسی یک ترانسفورماتور خودکار است

چه چیزی اتوترانسفورماتور است؟

تعریف اتوترانسفورماتور

اتوترانسفورماتور به عنوان نوعی ترانسفورماتور الکتریکی تعریف می‌شود که دارای یک پیچش است که به عنوان هر دو پیچش اولیه و ثانویه عمل می‌کند.

نظریه پیچش واحد

اتوترانسفورماتور از یک پیچش برای هر دو منظور اولیه و ثانویه استفاده می‌کند، در حالی که ترانسفورماتورهای دوپیچشی از پیچش‌های جداگانه استفاده می‌کنند. نمودار زیر این مفهوم را نشان می‌دهد.

پیچش AB با تعداد دور N1 به عنوان پیچش اولیه در نظر گرفته می‌شود. این پیچش از نقطه ′C′ تاپ شده و بخش BC به عنوان ثانویه در نظر گرفته می‌شود. فرض کنید تعداد دور بین نقاط ′B′ و ′C′ برابر N2 است.

اگر ولتاژ V1 به پیچش یعنی بین ′A′ و ′C′ اعمال شود.

بنابراین، ولتاژ بین بخش BC از پیچش خواهد بود،

چون بخش BC از پیچش به عنوان ثانویه در نظر گرفته می‌شود، می‌توان به راحتی فهمید که مقدار ثابت ′k′ همان نسبت دور یا نسبت ولتاژ آن اتوترانسفورماتور است. وقتی بار بین انتهای ثانویه یعنی بین ′B′ و ′C′ متصل می‌شود، جریان I2 شروع به جریان دارد. جریان در پیچش ثانویه یا مشترک تفاوت I2 و I1 است.

صرفه‌جویی در مس

اتوترانسفورماتورها با استفاده از کمتر ماده پیچش، صرفه‌جویی در مس می‌کنند که آن‌ها را کاراتر و مقرون به صرفه‌تر می‌سازد.

مزایای اتوترانسفورماتور

• بنابراین اتوترانسفورماتور کوچک‌تر و ارزان‌تر است.

• اتوترانسفورماتور دارای کارایی بالاتر از ترانسفورماتور دوپیچشی است.

• اتوترانسفورماتور تنظیم ولتاژ بهتری دارد چون کاهش ولتاژ در مقاومت و واکنش پیچش واحد کمتر است.

معایب اتوترانسفورماتور

• به دلیل هرسی الکتریکی بین پیچش‌های اولیه و ثانویه، مدار ولتاژ پایین ممکن است توسط ولتاژ بالاتر تحت تأثیر قرار گیرد. برای جلوگیری از خرابی، مدار ولتاژ پایین باید طراحی شود تا بتواند ولتاژ بالاتر را تحمل کند.

• امپدانس کم است. این امر منجر به جریان‌های کوتاه‌مداری شدیدتر در شرایط خرابی می‌شود.

• این موضوع به دلیل تغییر زاویه فاز بین اولیه و ثانویه به ویژه در حالت اتصال دلتا/دلتا پیچیدگی‌هایی را معرفی می‌کند.

• حفظ تعادل الکترومغناطیسی پیچش وقتی از تاپ‌های تنظیم ولتاژ استفاده می‌شود سخت‌تر است. افزودن تاپ‌ها اندازه قاب ترانسفورماتور را افزایش می‌دهد و اگر محدوده تاپ‌گذاری بزرگ باشد، صرفه‌جویی‌های اولیه به طور قابل توجهی کاهش می‌یابد.

کاربردهای اتوترانسفورماتور

• جبران کاهش ولتاژ با افزایش ولتاژ تأمین در سیستم‌های توزیع.

• اتوترانسفورماتورها با تعدادی تاپ برای شروع موتورهای القایی و همزمان استفاده می‌شوند.

• اتوترانسفورماتور به عنوان واریاک در آزمایشگاه یا جایی که نیاز به تنظیم پیوسته در محدوده‌های گسترده است، استفاده می‌شود.