Autotransformer er en enkelt viklingstransformator, der arbejder på princippet om Faradays lov om elektromagnetisk induktion. Mest brugt i lavspændingsområde til industrielle, kommercielle og laboratorieformål. Også kendt som variac, dimmer stat osv. autotransformer kan være enkelt-og trefaset. På grund af enkeltvikling har autotransformatorer færre tab, mere effektive og robuste. Ved at tage tapping på sekundærsiden kan der opnås en bred vifte af spænding. I nogle applikationer er de også forbundet til konvertere til at rette udgangsspændingen.
Hvad er Autotransformer?
autotransformatorens princip er det samme som to viklingstransformatorer. Det virker på princippet om Faradays lov om elektromagnetisk induktion, hvorefter når der er en relativ ændring i magnetfelt og ledere, induceres en emf i lederne. Overvej en to viklingstransformator vist nedenfor
Transformer
når en vekslende spænding påføres den primære vikling, inducerer den en emf i den primære vikling på grund af den vekslende natur af magnetfeltet skabt på grund af vekselstrømsforsyning og statiske ledere. Ifølge Faradays lov om elektromagnetisk induktion skal der være relativ forskydning mellem felt og ledere, og i dette tilfælde er feltet skiftevis, og ledere er konstante. På grund af hvilken en emf induceres i transformatorens primære vikling.
induceret emf i den primære vikling skaber en vekslende strøm i den primære vikling. Strøm forbinder transformatorens sekundære vikling ved at passere gennem transformatorens kerne. Dette kaldes gensidig induktion. En emf induceres i sekundærviklingen. Og baseret på antallet af drejninger på sekundær vikling beregnes størrelsen sekundær induceret emf.
autotransformer arbejdsprincip
overvej nu autotransformer kredsløbsdiagrammet vist nedenfor. Sammenlignet med to viklingstransformatorer som vist i Figur 1 har Autotransformer en enkelt vikling. Når en vekslende forsyning gives til det primære kredsløb på grund af Faradays lov om elektromagnetisk induktion, induceres en emf i den primære del. Da magnetfeltet er skiftevis i naturen, og ledere er stationære.
Autotransformer
den inducerede emf i primær producerer en strøm, der kaldes som primær viklingsstrøm. Denne strøm forbinder sekundærviklingen og inducerer en emf på sekundærvikling på grund af gensidig induktion. Derfor overføres emf i sekundærviklingen. Baseret på et antal drejninger på den sekundære side bestemmes størrelsen af induceret emf.
autotransformer arbejder
emf-ligningen for induceret emf er angivet som
E=4,44 NF
dette kan generaliseres for både primærvikling emf og sekundærvikling emf. Hvis vi tager forholdet, får vi som
E1/E2 =N1/N2 =k
det kunne ses, at størrelsen af induceret emf er direkte proportional med et antal omdrejninger. Hvis et antal drejninger er større på den sekundære side, kaldes det en step-up autotransformer. Hvis flere omdrejninger er mindre, kaldes det en trin-ned autotransformer. Det bemærkes også, at i to viklingstransformatorer forbinder strømmen sekundærviklingen gennem transformatorens kerne. Der er ingen elektrisk forbindelse mellem primær og sekundær. Af den grund kaldes transformeren som elektrisk isoleret, men magnetisk koblet enhed. Men for en autotransformer er der elektrisk isolering. Der er kun en vikling. Af denne grund kaldes autotransformer som elektrisk og magnetisk koblet enhed.
naturen emf induceret som vist ovenfor er statisk induceret emf. Hvis kilden skifter, og ledere er konstante, i så fald er naturinduceret emf statisk induceret emf. Hvis ledere roterer, og magnetfeltet er konstant, induceres emf dynamisk EMF. I transformeren og autotransformatoren er induceret emf statisk induceret emf. I tilfælde af DC-generatorer induceres EMF dynamisk induceret emf. For statisk induceret emf er retningen af strømme givet af Lens lov. I tilfælde af dynamisk emf er det givet af Flemings højre håndregel. Derfor i autotransformer er retningen af induceret emf givet af Lens lov.
også i to viklingstransformatorer induceres energi fra primær til sekundær gennem induktion, men mens der i autotransformator overføres energi gennem både induktion og ledning. Det skal bemærkes, at for induktion af emf på den primære side, i henhold til Faradays lov om elektromagnetisk induktion, skal der være relativ ændring mellem magnetfeltet og sæt ledere. Af denne grund får vi vekselstrømsspænding på den primære side, som veksler i naturen. Hvis vi giver, DC, så vil autotransformator eller to viklingstransformatorer ikke fungere på grund af den konstante karakter af forsyningen. Derfor siger vi, at transformeren ikke fungerer i DC. Faktisk på grund af lav modstand af primærvikling, når DC-forsyning er givet, på grund af store strømme, vil viklingen brænde.
egenskaber for Autotransformator
egenskaberne er
- Auto Transformer er elektrisk og magnetisk koblet enhed
- i Autotransformator er strømmen konstant
- i autotransformator er den samlede strøm konstant
- i autotransformer, frekvensen er konstant
- spænding og strøm varierer baseret på et antal omdrejninger.
- Autotransformator kaldes også en faseforskydningsanordning
- tabene er mindre i autotransformator sammenlignet med to viklingstransformator på grund af enkelt vikling
- effektiviteten af autotransformatoren er mere sammenlignet med to viklingstransformatorer
- både jern-og kobbertab er mindre en autotransformator.
auto Transformer Construction
en transformer består grundlæggende af to dele
- ledere
- Core
lederne i autotransformatoren består af kobber. De har lav modstand. Kobberlederne er isoleret med hinanden. Materialet til isolering er imprægneret papir, glimmer osv. Isoleringen hjælper også med at reducere hvirvelstrømstab. Viklingen er viklet rundt om kernen. For en enkelt viklingstransformator er kravet om kobber mindre sammenlignet med to viklingstransformatorer.
auto-transformer-konstruktion
for at overføre strøm fra primær til sekundær, kerne anvendes. Kernen består af magnetisk materiale som siliciumstål, CRGO-stål osv. CRGO stål er det mest effektive materiale til kerne, da det har de mindste hysteresetab. Rollekernen er at overføre strøm fra en del af viklingen til andre dele.
andre vigtige dele som vist i figur 3 er lejer, børster, terminalplader osv. De viste dele anvendes til lysdæmper stat dybest set anvendes til laboratorieformål.
fordele og ulemper ved Autotransformator
fordelene er
- tab i Autotransformator er mindre
- effektiviteten af autotransformatoren er mere
- Kobberbehovet er mindre
- kernekravet er mindre
ulemperne er
- autotransformatorer kan ikke bruges til høje spændinger. Da enhver diskontinuitet i den primære vikling ville resultere i fuldstændig primær spænding på sekundærsiden, kan den derfor ikke bruges til høje spændinger
- isoleringskravet er mere. Da autotransformer er både elektrisk og magnetisk koblet, kravet om isolering er mere.
- på grund af fælles vikling er en neutral forbindelse vanskelig.
anvendelser af Autotransformatorer
følgende er anvendelser af autotransformatorer.
- Autotransformatorer bruges til start af induktionsmotorer
- Autotransformatorer bruges til spændingsregulering
- Autotransformatorer bruges til laboratorieformål.
- Autotransformatorer bruges i mange industrielle applikationer som papirfabrikker, fabrikker osv.
Ofte Stillede Spørgsmål
1). Virker Auto Transformer i DC
Nej, autotransformatoren kan ikke fungere i DC
2). Har autotransformer to viklinger?
Nej, autotransformer har kun en enkelt vikling
3). Er autotransformer en elektrisk isoleret enhed?
Nej, autotransformer er elektrisk og magnetisk koblet enhed.
4). Er effektiviteten af autotransformator mere end to viklingstransformatorer?
effektiviteten af autotransformatoren er mere end to viklingstransformatorer
5). Bruger vi autotransformatorer til højspændingsapplikationer?
Nej, autotransformatorer bruges til lavspændingsapplikationer ( 420 V). Derudover træffes der særlige foranstaltninger under design.
derfor handler det om en oversigt over autotransformatorer som arbejde, konstruktion, fordele og ulemper. Mest brugt til start af induktionsmotorer og laboratorieformål har autotransformatorer effektivitet op til 98%. De er robuste til anvendelse, mindre vedligeholdelse og mere levetid. Her er et spørgsmål til dig, hvorfor er autotransformatorer ikke egnede til højspændingsapplikationer?