Autotransformaatorid — seade, põhimõtted, eelised ja puudused

Autotransformaatorite eesmärk, seade ja tööpõhimõte

Mõnel juhul on vaja pinget väikeses vahemikus muuta. Lihtsaim viis seda teha ei ole kahe mähisega trafodja üksikud mähised, mida nimetatakse autotransformaatoriteks. Kui teisendustegur erineb pisut ühtsusest, on primaar- ja sekundaarmähise voolude suuruse erinevus väike. Mis juhtub, kui ühendate kaks mähist? Saate autotransformaatori skeemi (joonis 1).

Autotransformaatorid liigitatakse eriotstarbelisteks trafodeks. Autotransformaatorid erinevad trafodest selle poolest, et nende madalpinge mähis on osa kõrgema pinge mähisest, see tähendab, et nende mähiste ahelatel pole mitte ainult magnetiline, vaid ka galvaaniline ühendus.

Sõltuvalt autotransformaatori mähiste kaasamisest võib pinge suureneda või väheneda.

Riis.1 Ühefaasiliste autotransformaatorite skeemid: a-samm alla, b-samm üles.

Kui ühendate punktidega A ja X vahelduvpingeallika, siis tekib südamikus vahelduv magnetvoog. Igas mähise pöördes indutseeritakse sama suurusega EMF. Ilmselt on punktide a ja X vahel EMF, mis võrdub ühe pöörde EMF-iga punktide a ja X vahel suletud keerdude arvuga.

Kui kinnitada mähisele punktides a ja X mis tahes koormuse, siis sekundaarvool I2 läbib osa mähist ja jääb punktide a ja X vahele. Aga kuna primaarvool läbib samu pöördeid I1, siis kaks voolu lisandub geomeetriliselt ja piki lõiku aX voolab väga väike kogus voolu, mille määrab nende voolude erinevus. See võimaldab vase säästmiseks lõigata osa mähist väikesest traadist. Kui arvestada, et see lõik moodustab suurema osa kõigist pööretest, siis on vasemajandus vägagi märgatav.

Seega on soovitatav kasutada autotrafosid, et pinget veidi vähendada või tõsta, kui mähiseosas on seatud vähendatud vool, mis on ühine autotrafo mõlemale vooluringile, mis võimaldab teha peenema juhtmega ja säästa värvilist metalli. metallid. Samal ajal väheneb terase tarbimine magnetahela tootmiseks, mille ristlõige on väiksem kui trafol.

Elektromagnetilistes energiamuundurites - trafodes - toimub energia ülekandmine ühelt mähiselt teisele magnetvälja abil, mille energia on koondunud magnetahelasse.Autotransformaatorites edastatakse energiat nii magnetvälja kui ka primaar- ja sekundaarmähise vahelise elektriühenduse kaudu.

Trafo ja autotransformaator

Autotransformaatorid konkureerivad edukalt kahe mähisega trafodega, kui nende teisendussuhe erineb veidi ühtsusest ja on suurem kui 1,5 — 2. Kui teisendussuhe on üle 3, ei ole autotransformaatorid õigustatud.

Struktuuriliselt ei erine autotransformaatorid trafodest praktiliselt. Magnetahela südamikel on kaks mähist. Juhtmed on võetud kahest mähisest ja ühisest punktist.Enamik autotransformaatori osi ei erista ehituslikult trafo osadest.

Laboratoorsed autotransformaatorid (LATR)

Autotransformaatoreid kasutatakse ka madalpingevõrkudes väikese võimsusega laboratoorsete pingeregulaatoritena (LATR). Sellistes autotransformaatorites toimub pinge reguleerimine libiseva kontakti liigutamisega mööda mähise pöördeid.

Laboratoorselt juhitavad ühefaasilised autotransformaatorid koosnevad rõngakujulisest ferromagnetilisest magnetahelast, mis on ümbritsetud ühe kihiga isoleeritud vasktraadiga (joonis 2).

Sellest mähisest tehakse mitu konstantset kraani, mis võimaldab neid seadmeid kasutada teatud konstantse teisendussuhtega astmelise või astmelise autotransformaatorina. Lisaks on pooli isolatsioonist puhastatud pinnal kitsas tee, mida mööda liigub harja või rulli kontakt, et saada pidevalt reguleeritav sekundaarpinge vahemikus null kuni 250 V.

Kui külgnevad pöörded on LATR-is suletud, siis pöörde sulgemist ei toimu, kuna liini- ja koormusvoolud autotrafo kombineeritud mähises on üksteise lähedal ja vastassuunalised.

Laboratoorsed autotransformaatorid toodetakse nimivõimsusega 0,5; 1; 2; 5; 7,5 kVA.

Laboratoorselt juhitava ühefaasilise autotransformaatori skeem

Laboratoorsed autotransformaatorid (LATR)

Kolmefaasilised autotransformaatorid

Koos ühefaasiliste kahe mähisega autotransformaatoritega kasutatakse sageli kolmefaasilisi kahe mähisega ja kolmefaasilisi kolme mähisega autotransformaatoreid.

Kolmefaasilistes autotransformaatorites on faasid tavaliselt ühendatud terava nullpunktiga tähena (joonis 3). Kui on vaja pinget alandada, suunatakse elektrienergia klemmidele A, B, C ja eemaldatakse klemmidest a, b, s ning pinge tõusuga vastupidi. Neid kasutatakse pinge alandamise seadmetena võimsate mootorite käivitamisel, samuti klemmide pinge astmeliseks reguleerimiseks. kütteelemendid elektriahjud.

Riis. 3. Kolmefaasilise autotransformaatori skeem, millel on eemaldatud nullpunktiga mähise faaside tähtühendus

Kõrgepinge elektrivõrkudes kasutatakse ka kolmefaasilisi kolme mähisega kõrgepingetrafosid.

Kolmefaasilised autotransformaatorid on reeglina kõrgema pinge poolel ühendatud nulljuhtmega tähena. Täheühendus tagab pingelanguse, mille jaoks on ette nähtud autotransformaatori isolatsioon.

Autotrafode kasutamine parandab energiasüsteemide efektiivsust, vähendab energia ülekandekulusid, kuid toob kaasa lühisvoolude suurenemise.

Autotransformaatorite puudused

Autotransformaatori puuduseks on vajadus isoleerida kaks mähist kõrgema pinge jaoks, kuna mähised on elektriliselt ühendatud.

Autotransformaatorite oluliseks puuduseks on primaar- ja sekundaarahelate vaheline galvaaniline ühendus, mis ei võimalda neid kasutada toiteallikatena 6-10 kV võrkudes, kui pinge langeb 0,38 kV-ni, kuna 380 V toidetakse seadmetele, millel on inimesed töötavad.

Autotransformaatori mähiste vahelise elektriühenduse olemasolust tingitud rikete korral saab alumisele mähisele rakendada kõrgemat pinget. Sel juhul ühendatakse kõik tööpaigaldise osad kõrgepingeosaga, mis ei ole lubatud hooldusohutuse ja ühendatud elektriseadmete juhtivate osade isolatsiooni purunemise võimaluse tõttu.

Kõrgepinge autotransformaatorid