Что такое автотрансформатор?

Что такое автотрансформатор?

Определение автотрансформатора

Автотрансформатор определяется как тип электрического трансформатора с одной обмоткой, которая выполняет функции как первичной, так и вторичной обмотки.

Теория одной обмотки

Автотрансформатор использует одну обмотку для выполнения функций как первичной, так и вторичной, в отличие от двухобмоточных трансформаторов, которые используют отдельные обмотки. Диаграмма ниже иллюстрирует эту концепцию.

Обмотка AB с общим числом витков N1 рассматривается как первичная обмотка. Эта обмотка подключается к точке 'C', и участок BC рассматривается как вторичная. Предположим, что количество витков между точками 'B' и 'C' равно N2.

Если напряжение V1 приложено к обмотке, то есть между точками 'A' и 'C'.

Следовательно, напряжение на участке BC обмотки будет следующим,

Поскольку участок BC обмотки рассматривается как вторичный, можно легко понять, что значение постоянной 'k' является ничем иным, как отношением числа витков или напряжений этого автотрансформатора. Когда нагрузка подключена между вторичными выводами, то есть между точками 'B' и 'C', начинает течь ток нагрузки I2. Ток во вторичной обмотке или общей обмотке равен разности I2 и I1.

Экономия меди

Автотрансформаторы экономят медь, поскольку они используют меньше материала для обмоток, что делает их более эффективными и экономически выгодными.

Преимущества автотрансформатора

• Таким образом, автотрансформатор имеет меньшие размеры и дешевле.

• Автотрансформатор имеет большую эффективность по сравнению с двухобмоточным трансформатором.

• У автотрансформатора лучшее регулирование напряжения, так как падение напряжения на сопротивлении и реактивном сопротивлении одной обмотки меньше.

Недостатки автотрансформатора

• Из-за электрической проводимости между первичной и вторичной обмотками, цепь с низким напряжением может быть затронута высоким напряжением. Чтобы предотвратить пробой, цепь с низким напряжением должна быть спроектирована так, чтобы выдерживать высокое напряжение.

• Импеданс низкий. Это приводит к более серьезным токам короткого замыкания при аварийных условиях.

• Это вызывает осложнения из-за изменения фазового угла первичной и вторичной обмоток, особенно в случае соединения треугольник-треугольник.

• Поддержание электромагнитного баланса обмотки становится сложнее, когда используются отводы для регулирования напряжения. Добавление отводов увеличивает размер рамы трансформатора, и если диапазон отводов большой, то первоначальная экономия средств значительно снижается.

Применение автотрансформаторов

• Компенсация падения напряжения путем повышения напряжения питания в распределительных системах.

• Автотрансформаторы с несколькими отводами используются для запуска асинхронных и синхронных двигателей.

• Автотрансформатор используется как вариак в лаборатории или там, где требуется непрерывное изменение напряжения в широких пределах.