Autotransformers — aparato, mga prinsipyo, pakinabang at disadvantages

Layunin, aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga autotransformer

Sa ilang mga kaso, kinakailangan na pag-iba-iba ang boltahe sa isang maliit na saklaw. Ang pinakamadaling paraan upang gawin ito ay hindi dobleng paikot-ikot na mga transformerat nag-iisang windings na tinatawag na autotransformers. Kung ang kadahilanan ng pagbabagong-anyo ay bahagyang naiiba mula sa pagkakaisa, kung gayon ang pagkakaiba sa pagitan ng magnitude ng mga alon sa pangunahin at sa pangalawang windings ay magiging maliit. Ano ang mangyayari kung pagsamahin mo ang dalawang coils? Makakakuha ka ng diagram ng isang autotransformer (Larawan 1).

Ang mga autotransformer ay inuri bilang mga espesyal na layunin na mga transformer. Ang mga autotransformer ay naiiba sa mga transformer dahil ang kanilang mababang boltahe na paikot-ikot ay bahagi ng mas mataas na boltahe na paikot-ikot, iyon ay, ang mga circuit ng mga paikot-ikot na ito ay hindi lamang isang magnetic, kundi pati na rin isang galvanic na koneksyon.

Depende sa pagsasama ng mga windings ng autotransformer, maaaring mangyari ang pagtaas o pagbaba ng boltahe.

kanin.1 Mga scheme ng mga single-phase na autotransformer: a-step-down, b-step-up.

Kung ikinonekta mo ang isang alternating source ng boltahe sa mga puntong A at X, pagkatapos ay lilitaw ang isang alternating magnetic flux sa core. Ang isang EMF ng parehong magnitude ay i-induce sa bawat pagliko ng coil. Malinaw, sa pagitan ng mga punto a at X ay magkakaroon ng EMF na katumbas ng EMF na isang beses na beses sa bilang ng mga pagliko na isinara sa pagitan ng mga punto a at X.

Kung ikabit mo sa coil sa mga punto a at X ang anumang load, ang pangalawang kasalukuyang I2 ay dadaan sa bahagi ng coil at nasa pagitan ng mga puntos a at X. Ngunit dahil ang pangunahing kasalukuyang dumadaan sa parehong mga pagliko ng I1, pagkatapos ay ang dalawang alon ay magdaragdag ng geometrically at isang napakaliit na halaga ng kasalukuyang ay dadaloy sa seksyon aX, na tinutukoy ng pagkakaiba sa pagitan ng mga alon na ito. Ito ay nagpapahintulot sa isang bahagi ng paikot-ikot na maputol mula sa maliit na gauge wire upang makatipid ng tanso. Kung isasaalang-alang natin na ang seksyong ito ay bumubuo sa karamihan ng lahat ng mga liko, kung gayon ang ekonomiya ng tanso ay kapansin-pansin.

Kaya, ipinapayong gumamit ng mga autotransformer upang bahagyang bawasan o dagdagan ang boltahe, kapag ang isang pinababang kasalukuyang ay nakatakda sa paikot-ikot na bahagi, na karaniwan sa parehong mga circuit ng autotransformer, na nagbibigay-daan na gawin sa isang mas manipis na wire at i-save ang non-ferrous. mga metal. Kasabay nito, ang pagkonsumo ng bakal para sa paggawa ng isang magnetic circuit ay bumababa, ang cross-section na kung saan ay mas maliit kaysa sa isang transpormer.

Sa electromagnetic energy converters - mga transformer - ang paglipat ng enerhiya mula sa isang coil patungo sa isa pa ay isinasagawa ng isang magnetic field, ang enerhiya na kung saan ay puro sa magnetic circuit.Sa mga autotransformer, ang enerhiya ay ipinapadala pareho sa pamamagitan ng isang magnetic field at sa pamamagitan ng isang de-koryenteng koneksyon sa pagitan ng pangunahin at pangalawang windings.

Transformer at autotransformer

Matagumpay na nakikipagkumpitensya ang mga autotransformer sa mga two-winding transformer kapag ang kanilang ratio ng pagbabago ay bahagyang naiiba sa pagkakaisa at higit sa 1.5 — 2. Kapag ang ratio ng pagbabagong-anyo ay higit sa 3, ang mga autotransformer ay hindi makatwiran.

Sa istruktura, ang mga autotransformer ay halos hindi naiiba sa mga transformer. Mayroong dalawang coils sa mga core ng magnetic circuit. Ang mga lead ay kinuha mula sa dalawang paikot-ikot at isang karaniwang punto. Karamihan sa mga bahagi ng autotransformer ay structurally hindi nakikilala mula sa mga bahagi ng transformer.

Mga autotransformer sa laboratoryo (LATR)

Ginagamit din ang mga autotransformer sa mga network na mababa ang boltahe bilang mga low-power na laboratory voltage regulator (LATR). Sa ganitong mga autotransformer, ang regulasyon ng boltahe ay isinasagawa sa pamamagitan ng paglipat ng sliding contact kasama ang mga liko ng winding.

Ang mga autotransformer na single-phase na kinokontrol ng laboratoryo ay binubuo ng isang annular ferromagnetic magnetic circuit na nakabalot ng isang solong layer ng insulated copper wire (Fig. 2).

Maraming pare-parehong pag-tap ang ginawa mula sa paikot-ikot na ito, na nagbibigay-daan sa mga device na ito na magamit bilang mga step-down o step-up na autotransformer na may partikular na pare-parehong ratio ng pagbabago. Bilang karagdagan, sa ibabaw ng coil, na nilinis ng pagkakabukod, mayroong isang makitid na landas kung saan ang contact ng brush o roller ay gumagalaw upang makakuha ng patuloy na nababagay na pangalawang boltahe mula sa zero hanggang 250 V.

Kapag ang mga katabing pagliko ay isinara sa LATR, walang pagsasara ng pagliko na nagaganap dahil ang linya at mga alon ng pagkarga sa pinagsamang paikot-ikot ng autotransformer ay malapit sa isa't isa at sa magkasalungat na direksyon.

Ang mga autotransformer ng laboratoryo ay ginawa na may nominal na kapangyarihan na 0.5; 1; 2; 5; 7.5 kVA.

Schematic ng isang single-phase autotransformer na kinokontrol ng laboratoryo

Laboratory autotransformer (LATR)

Mga three-phase na autotransformer

Kasama ng single-phase two-winding autotransformers, tatlong-phase two-winding at three-phase three-winding autotransformers ay kadalasang ginagamit.

Sa tatlong-phase na autotransformer, ang mga phase ay karaniwang konektado sa isang bituin na may matulis na neutral na punto (Larawan 3). Kung kinakailangan upang bawasan ang boltahe, ang de-koryenteng enerhiya ay ibinibigay sa mga terminal A, B, C at binawi mula sa mga terminal a, b, s, at may pagtaas sa boltahe - vice versa. Ginagamit ang mga ito bilang mga aparato sa pagbabawas ng boltahe kapag nagsisimula ng mga makapangyarihang motor, pati na rin para sa sunud-sunod na regulasyon ng boltahe ng terminal. mga elemento ng pag-init mga electric oven.

kanin. 3. Scheme ng three-phase autotransformer na may star connection ng winding phases na inalis ang neutral point

Ang mga three-phase high-voltage transformer na may tatlong windings ay ginagamit din sa mga high-voltage na electrical network.

Ang mga three-phase autotransformer, bilang panuntunan, sa gilid ng mas mataas na boltahe ay konektado sa isang bituin na may neutral na kawad. Ang koneksyon ng bituin ay nagbibigay ng pagbagsak ng boltahe kung saan idinisenyo ang pagkakabukod ng autotransformer.

Ang paggamit ng mga autotransformer ay nagpapabuti sa kahusayan ng mga sistema ng enerhiya, binabawasan ang mga gastos sa paghahatid ng enerhiya, ngunit humahantong sa pagtaas ng mga short-circuit na alon.

Mga disadvantages ng mga autotransformer

Ang kawalan ng autotransformer ay ang pangangailangan na i-insulate ang dalawang windings para sa mas mataas na boltahe, dahil ang mga windings ay konektado sa kuryente.

Ang isang makabuluhang kawalan ng mga autotransformer ay ang galvanic na koneksyon sa pagitan ng pangunahin at pangalawang circuit, na hindi pinapayagan ang mga ito na magamit bilang mga feeder sa 6-10 kV network kapag ang boltahe ay bumaba sa 0.38 kV, dahil ang 380 V ay ibinibigay sa kagamitan kung saan nagtatrabaho ang mga tao.

Sa kaganapan ng mga pagkasira dahil sa pagkakaroon ng isang de-koryenteng koneksyon sa pagitan ng mga windings sa autotransformer, ang mas mataas na boltahe ay maaaring ilapat sa mas mababang paikot-ikot. Sa kasong ito, ang lahat ng bahagi ng pag-install ng pagpapatakbo ay konektado sa mataas na boltahe na bahagi, na hindi pinapayagan dahil sa kaligtasan ng pagpapanatili at ang posibilidad na masira ang pagkakabukod ng mga conductive na bahagi ng konektadong mga de-koryenteng kagamitan.

Mataas na boltahe na mga autotransformer