Der Spartransformator ist ein Einwicklungstransformator, der nach dem Prinzip des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion arbeitet. Meist verwendet in niedrigen spannung palette, für industrielle, kommerziellen und labor zwecke. Auch bekannt als variac, Dimmer stat, etc. spartransformator kann ein- und dreiphasig sein. Aufgrund der Einzelwicklung haben Spartransformatoren weniger Verluste, sind effizienter und robuster. Durch Abgreifen auf der Sekundärseite kann ein breiter Spannungsbereich erhalten werden. In einigen Anwendungen sind sie auch mit Umrichtern zur Gleichrichtung der Ausgangswechselspannung verbunden.
Was ist Spartransformator?
Das Prinzip des Spartransformators ist das gleiche wie bei zwei Wicklungstransformatoren. Es arbeitet nach dem Prinzip des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion, wonach bei jeder relativen Änderung von Magnetfeld und Leitern eine EMK in den Leitern induziert wird. Betrachten Sie einen Transformator mit zwei Wicklungen, der unten gezeigt wird
Transformatoren
Wenn eine Wechselspannung an die Primärwicklung angelegt wird, induziert sie eine EMK in der Primärwicklung aufgrund der wechselnden Natur des Magnetfeldes, das aufgrund von Wechselstromversorgung und statischen Leitern erzeugt wird. Nach dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion muss es eine relative Verschiebung zwischen Feld und Leitern geben, und in diesem Fall wechselt das Feld und die Leiter sind konstant. Dadurch wird eine EMK in der Primärwicklung des Transformators induziert.
Induzierte EMK in der Primärwicklung erzeugt einen Wechselfluss in der Primärwicklung. Der Fluss verbindet die Sekundärwicklung des Transformators, indem er durch den Kern des Transformators fließt. Dies nennt man gegenseitige Induktion. In der Sekundärwicklung wird eine EMK induziert. Und basierend auf der Anzahl der Windungen an der Sekundärwicklung wird die Größe der sekundär induzierten EMK berechnet.
Funktionsprinzip des Spartransformators
Betrachten Sie nun den unten gezeigten Spartransformator-Schaltplan. Im Vergleich zu zwei Wicklungstransformatoren, wie in Abbildung 1 gezeigt, hat der Spartransformator eine Einzelwicklung. Wenn der Primärkreis aufgrund des Faradayschen Gesetzes der elektromagnetischen Induktion mit Wechselstrom versorgt wird, wird im Primärteil eine EMK induziert. Da das Magnetfeld alternierend ist und die Leiter stationär sind.
Spartransformator
Die induzierte EMK in Primär erzeugt einen Fluss, der als Primärwicklungsfluss bezeichnet wird. Dieser Fluss verbindet die Sekundärwicklung und induziert aufgrund der gegenseitigen Induktion eine EMK an der Sekundärwicklung. Daher wird emk in der Sekundärwicklung übertragen. Basierend auf einer Anzahl von Windungen auf der Sekundärseite wird die Größe der induzierten EMK bestimmt.
Spartransformator arbeiten
Die EMK-Gleichung der induzierten emk ist gegeben als
E = 4,44∅Nf
Dies kann sowohl für die Primärwicklung emk als auch für die Sekundärwicklung emk verallgemeinert werden. Wenn wir das Verhältnis nehmen, das wir als
E1 / E2 = N1 / N2 =k
erhalten, kann man sehen, dass die Größe der induzierten emk direkt proportional zu einer Anzahl von Windungen ist. Wenn eine Anzahl von Windungen auf der Sekundärseite größer ist, spricht man von einem Aufwärts-Spartransformator. Wenn mehrere Umdrehungen weniger sind, spricht man von einem Abwärts-Spartransformator. Es wird auch beobachtet, dass in zwei Wicklungstransformatoren der Fluss die Sekundärwicklung durch den Kern des Transformators verbindet. Es gibt keine elektrische Verbindung zwischen Primär und sekundär. Aus diesem Grund wird der Transformator als elektrisch isolierte, aber magnetisch gekoppelte Vorrichtung bezeichnet. Aber für einen Spartransformator gibt es eine elektrische Isolierung. Es gibt nur eine Wicklung. Aus diesem Grund wird Spartransformator als elektrisch und magnetisch gekoppeltes Gerät bezeichnet.
Die Natur emf induziert, wie oben gezeigt, ist statisch induzierte emf. Wenn die Quelle alternierend ist und die Leiter konstant sind, ist in diesem Fall die naturinduzierte EMK statisch induzierte EMK. Wenn Leiter rotieren und das Magnetfeld in diesem Fall konstant ist, ist die induzierte emk dynamisch induzierte emk. Im Transformator und Spartransformator ist induzierte EMK statisch induzierte emk. Bei Gleichstromgeneratoren ist induzierte EMK dynamisch induzierte emk. Für statisch induzierte EMK ist die Richtung der Ströme durch das Lenzsche Gesetz gegeben. Im Falle der EMK ist es durch Flemings rechte Handregel gegeben. Daher ist im Spartransformator die Richtung der induzierten emk durch das Lenzsche Gesetz gegeben.
Auch in zwei Wicklungstransformatoren wird Energie von primär zu sekundär durch Induktion induziert, während im Spartransformator Energie sowohl durch Induktion als auch durch Leitung übertragen wird. Es ist zu beachten, dass für die Induktion von EMK auf der Primärseite gemäß dem Faradayschen Gesetz der elektromagnetischen Induktion eine relative Änderung zwischen dem Magnetfeld und dem Leitersatz erfolgen muss. Aus diesem Grund erhalten wir auf der Primärseite Wechselspannung, die sich in der Natur abwechselt. Wenn wir geben, DC, dann Spartransformator oder zwei Wicklungstransformatoren wird nicht funktionieren, wegen der konstanten Art der Versorgung. Daher sagen wir, dass der Transformator nicht in Gleichstrom arbeitet. In der Tat aufgrund des niedrigen Widerstands der Primärwicklung, wenn DC-Versorgung gegeben ist, aufgrund der großen Ströme, wird die Wicklung brennen.
Eigenschaften von Spartransformator
Die eigenschaften sind
- Auto Transformator ist elektrisch und magnetisch gekoppelt gerät
- In Spartransformator, power ist konstante
- In spartransformator, insgesamt flux ist konstante
- In spartransformator, frequenz ist konstant
- Spannung und Strom variieren basierend auf einer Anzahl von Windungen.
- Spartransformator wird auch als Phasenverschiebungsvorrichtung bezeichnet
- Die Verluste sind im Spartransformator im Vergleich zu zwei Wicklungstransformatoren aufgrund der Einzelwicklung geringer
- Der Wirkungsgrad des Spartransformators ist im Vergleich zu zwei Wicklungstransformatoren höher
- Sowohl Eisen- als auch Kupferverluste sind weniger ein Spartransformator.
Autotransformatorkonstruktion
Ein Transformator besteht im Wesentlichen aus zwei Teilen
- Leiter
- Kern
Die Leiter im Spartransformator bestehen aus Kupfer. Sie sind von geringem Widerstand. Die Kupferleiter sind miteinander isoliert. Das zur Isolierung verwendete Material ist imprägniertes Papier, Glimmer usw. Die Isolierung hilft auch bei der Reduzierung von Wirbelstromverlusten. Die Wicklung ist um den Kern gewickelt. Für einen einzelnen Wicklungstransformator ist der Bedarf an Kupfer im Vergleich zu zwei Wicklungstransformatoren geringer.
Auto-Transformator-Konstruktion
Um den Fluss von primär auf sekundär zu übertragen, wird der Kern verwendet. Der Kern besteht aus magnetischem Material wie Siliziumstahl, CRGO-Stahl usw. CRGO-Stahl ist das effizienteste Material für den Kern, da es die geringsten Hystereseverluste aufweist. Der Rollenkern besteht darin, den Fluss von einem Teil der Wicklung auf andere Teile zu übertragen.
Weitere wichtige Teile, wie in Abbildung 3 dargestellt, sind Lager, Bürsten, Klemmenbretter usw. Die gezeigten Teile werden für Dimmer stat grundsätzlich für Laborzwecke verwendet.
Vorteile und Nachteile von Spartransformator
Die vorteile sind
- Verluste in Spartransformator sind weniger
- Die effizienz der spartransformator ist mehr
- Kupfer Anforderung ist weniger
- Die core anforderung ist weniger
Die Nachteile sind
- Spartransformatoren können nicht für hohe Spannungen verwendet werden. Da jede Diskontinuität in der Primärwicklung zu einer vollständigen Primärspannung auf der Sekundärseite führen würde, kann sie daher nicht für hohe Spannungen
- verwendet werden. Da der Spartransformator sowohl elektrisch als auch magnetisch gekoppelt ist, ist die Anforderung an die Isolierung höher.
- Wegen der gemeinsamen Wicklung ist eine neutrale Verbindung schwierig.
Anwendungen von Spartransformatoren
Die folgenden sind die Anwendungen von Spartransformatoren.
- Spartransformatoren werden zum Starten von Induktionsmotoren verwendet
- Autotransformatoren werden zur Spannungsregelung verwendet
- Spartransformatoren werden für Laborzwecke verwendet.
- Spartransformatoren werden in vielen industriellen Anwendungen wie Papierfabriken, Fabriken usw. eingesetzt.
Häufig gestellte Fragen
1). Funktioniert Auto Transformator arbeit in DC
Keine, die spartransformator nicht arbeit in DC
2). Hat der Spartransformator zwei Wicklungen?
Nein, Spartransformator hat nur eine einzige Wicklung
3). Ist der Spartransformator ein galvanisch getrenntes Gerät?
Nein, Spartransformator ist elektrisch und magnetisch gekoppeltes Gerät.
4). Ist der Wirkungsgrad von Spartransformatoren mehr als zwei Wicklungstransformatoren?
Die effizienz der spartransformator ist mehr als zwei wicklung transformator
5). Verwenden wir Spartransformatoren für Hochspannungsanwendungen?
Nein, Spartransformatoren werden für Niederspannungsanwendungen ( 420 V) verwendet. Darüber hinaus werden bei der Planung besondere Maßnahmen ergriffen.
Daher dreht sich hier alles um einen Überblick über Spartransformatoren wie Arbeiten, Konstruktion, Vor- und Nachteile. Spartransformatoren werden hauptsächlich zum Starten von Induktionsmotoren und für Laborzwecke verwendet und haben einen Wirkungsgrad von bis zu 98%. Sie sind robust für die Anwendung, weniger Wartung und mehr Lebensdauer. Hier ist eine Frage für Sie, warum sind Spartransformatoren nicht für Hochspannungsanwendungen geeignet?