Jak víme, transformátor obsahuje dva vinutí a hlavní funkcí těchto vinutí je změna úrovně napětí na požadovanou úroveň. Transformátor se dvěma vinutími obsahuje dvě samostatně spojené magnetické cívky bez elektrického připojení. V tomto článku se budeme zabývat transformátorem, který mění úroveň napětí prostřednictvím jedné cívky. Vzhledem k tomu, že úroveň napětí lze také převést prostřednictvím jediná cívka docela efektivně pomocí autotransformátoru. Můžeme tedy snížit úroveň napětí ze 400 V na 200 pomocí transformátoru s jednou cívkou s příslušnými odbočkami. Tento článek pojednává o přehledu toho, co je automatický transformátor, konstrukce s fungováním a její aplikace.
Co je to automatický transformátor?
Definice: NA transformátor který má jediné vinutí, je známý jako automatický transformátor. Termín „auto“ je převzat z řeckého slova a jeho významem je samotná cívka. Pracovní princip autotransformátoru je podobný transformátoru se dvěma vinutími, ale jediný rozdíl je v tom, že části jediného vinutí v tomto transformátoru budou fungovat na obou stranách vinutí jako primární a sekundární. V normálním transformátoru obsahuje dvě samostatná vinutí, která nejsou navzájem spojena. Schéma autotransformátoru je uvedeno níže.
autotransformace
Autotransformátory jsou ve srovnání s jinými transformátory lehčí, menší a levnější, ale nebudou poskytovat elektrickou izolaci mezi dvěma vinutími.
Konstrukce automatického transformátoru
Víme, že transformátor obsahuje dvě vinutí, jmenovitě primární a sekundární, které jsou připojeny magneticky, ale elektricky izolované. Ale v autotransformátoru se používá jediné vinutí jako obě vinutí
Na základě konstrukce existují dva typy autotransformátoru. V jednom typu transformátoru je kontinuální vinutí s odbočkami vyvedenými ve vhodných bodech určených požadovaným sekundárním napětím. U jiného typu autotransformátoru však existují dvě nebo více odlišných cívek, které jsou elektricky spojeny tak, aby vytvářely souvislé vinutí. Konstrukce autotransformátoru je znázorněna na obrázku níže.
konstrukce auto-transformátoru
Primární vinutí AB, ze kterého se odebírá odbočka v „C“, takže CB funguje jako sekundární vinutí. Napájecí napětí je přivedeno na AB a zátěž je připojena na CB. Zde může být poklepání pevné nebo variabilní. Když je střídavé napětí V1 přivedeno na AB, je v jádře nastaven střídavý tok, v důsledku čehož je ve vinutí AB indukován emf E1. Část tohoto indukovaného emf je odebírána v sekundárním obvodu.
Ve výše uvedeném diagramu je vinutí znázorněno jako „AB“, zatímco celkové otáčky „N1“ jsou považovány za primární vinutí. Ve výše uvedeném vinutí je z bodu „C“ poklepáno a část „BC“ lze považovat za sekundární vinutí. Předpokládejme, že počet obratů mezi body B&C je „N2“. Pokud je na vinutí AC přivedeno napětí „V1“, bude napětí pro každou otáčku ve vinutí V1 / N1.
Proto bude napětí napříč BC částí vinutí (V1 / N1) * N2
Z výše uvedené konstrukce je napětí pro toto vinutí BC „V2“
Proto (V1 / N1) * N2 = V2
V2 / V1 = N2 / N1 = K.
Když lze část BC ve vinutí AB považovat za sekundární. „K“ je tedy konstantní hodnota, není to nic jiného než poměr napětí nebo otáček v transformátoru.
Kdykoli je zátěž připojena mezi svorky BC, začne proudit zátěžový proud jako „I2“. Tok proudu v sekundárním vinutí bude hlavním rozdílem proudů „I1 a I2“.
Úspory mědi
V autotransformátoru lze diskutovat úspory mědi ve srovnání s běžnými dvěma transformátory vinutí. Ve výše uvedeném vinutí hmotnost mědi závisí hlavně na její délce a na průřezové ploše.
Délka vodiče uvnitř vinutí může být opět úměrná ne. otáček i změn průřezové plochy se jmenovitým proudem. Hmotnost mědi ve vinutí tedy může být přímo úměrná produktu č. otáček a jmenovitý proud vinutí.
Hmotnost mědi v AC sekci je tedy úměrná I1 (N1-N2). Podobně je hmotnost mědi v sekci BC úměrná N2 (I2-I1).
Proto je celá hmotnost mědi ve vinutí tohoto transformátoru úměrná,
= I1 (N1-N2) + N2 (I2-I1)
= I1N1-I1N2 + I2N2-N2I1
= I1N1 + I2N2-2I1N2
Víme, že N1I1 = N2I2
= I1N1 + I1N1-2I1N2
= 2I1N1-2I1N2 = 2 (I1N1-I1N2)
Tímto způsobem je prokázáno, že potom hmotnost mědi ve dvou transformátorech vinutí může být úměrná N1I1-N2I2
Protože v transformátoru, N1I1 = N2I2
2N1I1 (Protože v transformátoru N1I1 = N2I2)
V autotransformátoru předpokládejme váhy mědi jako Wa & Wtw a také dvě vinutí,
Tím pádem, Wa / Wtw = 2 (N1I1-N2I1) / 2N1I1
= N1I1-N2I1 / 2N1I1 = 1-N2I1 / N1I1
= 1-N2 / N1 = 1-K
Proto, Wa = Wtw (1-K) = Wtw-k Wtw
Takže úspora mědi v transformátoru, když jsme hodnotili pomocí dvou transformátorů vinutí, je
Wtw - Wa = k Wtw
Tento transformátor používá jednoduše jedno vinutí pro každou fázi oproti dvěma zvláště samostatným vinutím v konvenčním transformátoru.
Výhody automatického transformátoru
Výhody jsou
- Používá jednoduché vinutí, takže jsou menší a nákladově efektivní.
- Tyto transformátory jsou účinnější
- Pro srovnání s transformátory konvenčního typu potřebuje menší budicí proudy.
- U těchto transformátorů lze napětí měnit snadno a plynule
- Vylepšená regulace
- Méně ztrát
- Potřebuje méně mědi
- Účinnost je vysoká kvůli nízkým ztrátám v ohmické a jádrové. K těmto ztrátám dojde kvůli zmenšení materiálu transformátoru.
Nevýhody automatického transformátoru
Nevýhody jsou
- V tomto transformátoru nemůže být sekundární vinutí izolováno od primárního.
- Je použitelný v omezených oblastech, kde je nutný malý rozdíl v napětí o / p od napětí i / p.
- Tento transformátor se nepoužívá k propojení systémů, jako je vysoké napětí a nízké napětí.
- Svodový tok je mezi dvěma vinutími malý, takže impedance bude nižší.
- Pokud se vinutí v transformátoru rozbije, transformátor nebude fungovat, pak se na o / p objeví plné primární napětí.
- Může to být nebezpečné pro zátěž, zatímco používáme autotransformátor, jako je transformátor sestupný. Tento transformátor se tedy používá pouze k provádění malých změn v o / p napětí.
Aplikace automatického transformátoru
Aplikace jsou
- Zvyšuje pokles napětí pro distribuční kabel
- Používá se jako regulátor napětí
- Používá se ve zvuku, distribuci, přenos síly a železnice
- Ke spuštění souboru se používá autotransformátor s několika odbočkami motory stejně jako synchronní.
- Používá se v laboratořích k nepřetržitému získávání měnícího se napětí.
- Používá se jako regulační transformátory v stabilizátory napětí .
- Zvyšuje napětí v napájecích zdrojích střídavého proudu
- Je použitelný v testovacích střediscích elektroniky všude tam, kde jsou požadována často se měnící napětí.
- Používá se tam, kde je nutné vysoké napětí, jako jsou zesilovače nebo zesilovače
- Používá se ve zvukových zařízeních, jako jsou reproduktory, k přizpůsobení impedance ak přizpůsobení zařízení pro nepřetržité napájení.
- Používá se v elektrárnách, kde je třeba napětí snižovat a zvyšovat, aby se rovnalo napětí na přijímacím konci, které je pro zařízení nezbytné.
Časté dotazy
1). Jaká je funkce autotransformátoru?
Tento transformátor se používá k řízení napětí v přenosovém vedení a také mění napětí, jakmile je poměr primárního k sekundárnímu blízko jednotě.
2). Proč se autotransformátor nepoužívá jako distribuční transformátor?
Protože to nedává elektrický proud izolace mezi jeho vinutí jako normální transformátor.
3). Jaká je role autotransformátoru v rozvodně?
Autotransformátor je často používán v rozvodny pro zvýšení nebo snížení napětí tam, kde je poměr vysokého napětí k nízkému napětí malý.
O toto tedy jde přehled autotransformátoru , konstrukce, práce, výhody, nevýhody a aplikace. Zde je otázka, jaký je hlavní rozdíl mezi autotransformátorem a výkonovým transformátorem?
