Autotransformatorul este un transformator cu o singură înfășurare care funcționează pe principiul legii inducției electromagnetice a lui Faraday. Cea mai mare parte utilizate în gama de joasă tensiune, în scopuri industriale, comerciale și de laborator. De asemenea, cunoscut sub numele de variac, dimmer stat, etc. autotransformatorul poate fi monofazat și trifazat. Datorită înfășurării unice, autotransformatoarele au mai puține pierderi, mai eficiente și mai robuste. Prin atingerea pe partea secundară, se poate obține o gamă largă de tensiune. În unele aplicații, acestea sunt, de asemenea, conectate la convertoare pentru rectificarea tensiunii de ieșire AC.
ce este Autotransformatorul?
principiul autotransformatorului este același cu două transformatoare de înfășurare. Funcționează pe principiul legii lui Faraday a inducției electromagnetice, conform căreia ori de câte ori există o schimbare relativă a câmpului magnetic și a conductorilor, un emf este indus în conductori. Luați în considerare un transformator cu două înfășurări prezentat mai jos
transformator
când se aplică o tensiune alternativă la înfășurarea primară, aceasta induce un emf în înfășurarea primară datorită naturii alternative a câmpului magnetic creat datorită alimentării cu curent alternativ și a conductorilor statici. Conform Legii inducției electromagnetice a lui Faraday, trebuie să existe o deplasare relativă între câmp și conductori, iar în acest caz, câmpul este alternativ și conductorii sunt constanți. Din cauza căruia un emf este indus în înfășurarea primară a transformatorului.
emf indus în înfășurarea primară creează un flux alternativ în înfășurarea primară. Fluxul leagă înfășurarea secundară a transformatorului trecând prin miezul transformatorului. Aceasta se numește inducție reciprocă. Un emf este indus în înfășurarea secundară. Și pe baza numărului de rotații pe înfășurarea secundară, se calculează magnitudinea EMF indusă secundar.
principiul de funcționare a autotransformatorului
acum luați în considerare diagrama circuitului autotransformatorului prezentată mai jos. În comparație cu două transformatoare de înfășurare așa cum se arată în Figura 1, Autotransformatorul are o singură înfășurare. Când o alimentare alternativă este dată circuitului primar, din cauza legii lui Faraday de inducție electromagnetică, un emf este indus în partea primară. Deoarece câmpul magnetic este alternativ în natură, iar conductorii sunt staționari.
autotransformator
emf indus în primar produce un flux, care se numește flux primar de înfășurare. Acest flux leagă înfășurarea secundară și induce un emf pe înfășurarea secundară datorită inducției reciproce. Prin urmare, emf este transferat în înfășurarea secundară. Pe baza unui număr de rotații pe partea secundară, se determină magnitudinea emf indusă.
autotransformator de lucru
ecuația emf a emf indusă este dată ca
E = 4.44 NF
aceasta poate fi generalizată atât pentru EMF cu înfășurare primară, cât și pentru EMF cu înfășurare secundară. Dacă luăm raportul obținem ca
E1/E2 =N1/N2 =k
s-ar putea observa că magnitudinea emf indusă este direct proporțională cu un număr de rotații. Dacă un număr de rotații sunt mai mari pe partea secundară, se numește autotransformator step-up. Dacă mai multe viraje sunt mai mici, se numește autotransformator pas cu pas. De asemenea, se observă că, în două transformatoare de înfășurare, fluxul leagă înfășurarea secundară prin miezul transformatorului. Nu există nicio legătură electrică între primar și secundar. Din acest motiv, transformatorul este numit ca dispozitiv izolat electric, dar cuplat magnetic. Dar pentru un autotransformator, există izolare electrică. Există o singură înfășurare. Din acest motiv, autotransformatorul este numit ca dispozitiv cuplat electric și Magnetic.
natura emf indusă așa cum se arată mai sus este EMF indusă static. Dacă sursa este alternantă și conductorii sunt constanți, în acest caz, EMF indus de natură este EMF indus static. Dacă conductorii se rotesc și câmpul magnetic este constant în acest caz, EMF indus este indus dinamic emf. În transformator și autotransformator, EMF indus este EMF indus static. În cazul generatoarelor de curent continuu, emf indus este EMF indus dinamic. Pentru EMF indus static, direcția curenților este dată de legea lui Lenz. În cazul EMF dinamic, acesta este dat de regula mâinii drepte a lui Fleming. Prin urmare, în autotransformator, direcția emf indusă este dată de legea lui Lenz.
de asemenea, în două transformatoare de înfășurare, energia de la primar la secundar este indusă prin inducție, dar în timp ce în autotransformator, energia este transferată atât prin inducție, cât și prin conducție. Trebuie remarcat faptul că, pentru inducerea emf pe partea primară, conform Legii inducției electromagnetice a lui Faraday, trebuie să existe o schimbare relativă între câmpul magnetic și setul de conductori. Din acest motiv, obținem tensiune AC pe partea primară, care alternează în natură. Dacă dăm, DC, atunci autotransformatorul sau două transformatoare de înfășurare nu vor funcționa, din cauza naturii constante a alimentării. Prin urmare, spunem că transformatorul nu funcționează în DC. De fapt, datorită rezistenței scăzute a înfășurării primare, atunci când este dată alimentarea cu curent continuu, datorită curenților mari, înfășurarea va arde.
proprietățile autotransformatorului
proprietățile sunt
- transformatorul Auto este un dispozitiv cuplat electric și Magnetic
- în autotransformator, puterea este constantă
- în autotransformator, fluxul total este constant
- în autotransformator, frecvența este constantă
- tensiunea și curentul variază în funcție de un număr de rotații.
- Autotransformatorul este, de asemenea, numit Dispozitiv de schimbare a fazelor
- pierderile sunt mai mici în autotransformator în comparație cu două transformatoare de înfășurare datorită unei singure înfășurări
- eficiența autotransformatorului este mai mare în comparație cu două transformatoare de înfășurare
- atât pierderile de fier, cât și cele de cupru sunt mai puțin un autotransformator.
construcția transformatorului Auto
un transformator constă practic din două părți
- Conductori
- miez
conductorii din autotransformator sunt alcătuiți din cupru. Ele au o rezistență scăzută. Conductorii de cupru sunt izolați unul cu celălalt. Materialul utilizat pentru izolare este hârtia impregnată, mica etc. Izolația ajută, de asemenea, la reducerea pierderilor de curent turbionar. Înfășurarea este înfășurată în jurul miezului. Pentru un singur transformator de înfășurare, cerința de cupru este mai mică în comparație cu două transformatoare de înfășurare.
auto-transformator-construcție
pentru a transfera fluxul de la primar la secundar, se utilizează miezul. Miezul este alcătuit din material magnetic, cum ar fi oțelul siliconic, oțelul CRGO etc. Oțelul CRGO este cel mai eficient material pentru miez, deoarece are cele mai puține pierderi de histerezis. Miezul rolului este de a transfera fluxul dintr-o parte a înfășurării în alte părți.
alte părți importante, așa cum se arată în Figura 3, sunt rulmenții, periile, plăcile terminale etc. Piesele prezentate sunt utilizate pentru dimmer stat practic utilizate în scopuri de laborator.
avantajele și dezavantajele autotransformatorului
avantajele sunt
- pierderile din autotransformator sunt mai mici
- eficiența autotransformatorului este mai mare
- cerința de cupru este mai mică
- cerința de bază este mai mică
dezavantajele sunt
- autotransformatoarele nu pot fi utilizate pentru tensiuni mari. Deoarece orice discontinuitate a înfășurării primare ar duce la o tensiune primară completă pe partea secundară, prin urmare nu poate fi utilizată pentru tensiuni ridicate
- cerința de izolare este mai mare. Deoarece autotransformatorul este cuplat electric și Magnetic, cerința de izolare este mai mare.
- din cauza înfășurării comune, o conexiune neutră este dificilă.
aplicații ale autotransformatoarelor
următoarele sunt aplicațiile autotransformatoarelor.
- Autotransformatoarele sunt utilizate pentru pornirea motoarelor cu inducție
- transformatoarele Auto sunt utilizate pentru reglarea tensiunii
- Autotransformatoarele sunt utilizate în scopuri de laborator.
- Autotransformatoarele sunt utilizate în multe aplicații industriale, cum ar fi fabricile de hârtie, fabricile etc.
Întrebări frecvente
1). Funcționează transformatorul automat în DC
nu, autotransformatorul nu poate funcționa în DC
2). Are autotransformatorul două înfășurări?
nu, autotransformatorul are o singură înfășurare
3). Este autotransformatorul un dispozitiv izolat electric?
nu, autotransformatorul este un dispozitiv cuplat electric și Magnetic.
4). Este eficiența autotransformatorului mai mult de două transformatoare de înfășurare?
eficiența autotransformatorului este mai mare de două transformatoare de înfășurare
5). Folosim autotransformatoare pentru aplicații de înaltă tensiune?
nu, autotransformatoarele sunt utilizate pentru aplicații de joasă tensiune ( 420 v). Dincolo de aceasta, se iau măsuri speciale în timpul proiectării.
prin urmare, este vorba despre o prezentare generală a autotransformatorilor, cum ar fi lucrul, construcția, avantajele și dezavantajele. Utilizate în principal pentru pornirea motoarelor cu inducție și în scopuri de laborator, autotransformatoarele au o eficiență de până la 98%. Sunt robuste pentru aplicare, mai puțină întreținere și mai multă durată de viață. Iată o întrebare pentru dvs., de ce autotransformatoarele nu sunt potrivite pentru aplicații de înaltă tensiune?