Отличие трансформатора от автотрансформатора: В чем различие и особенность трансформаторов и автотрансформаторов

В чем различие и особенность трансформаторов и автотрансформаторов

В чем различие и особенность трансформаторов и автотрансформаторов

Трансформатор — статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

Различное электрооборудование и современные электрические сети в целом используют для своей работы прежде всего переменный ток. Переменный ток питает двигатели, индукционные печи, станки, компьютеры, обогреватели, ТЭНы, осветительные приборы, бытовую технику.

Переоценить значимость переменного тока для современного мира невозможно. Однако для передачи электрической энергии на большие расстояния используется высокое напряжение. А техника требует для своего питания напряжения пониженного — 110, 220 или 380 вольт.

Поэтому после передачи на расстояние электрическое напряжение необходимо понизить. Понижение осуществляют ступенями при помощи трансформаторов и автотрансформаторов.

Вообще трансформаторы бывают повышающими и понижающими. Повышающие трансформаторы установлены на генерирующих электростанциях, где они повышают получаемое от генератора переменное напряжение до сотен тысяч и даже миллиона вольт, приемлемых для передачи на большие расстояния с минимальными потерями энергии. А потом это высокое напряжение понижается опять же при помощи трансформаторов.

Обычный силовой или сетевой трансформатор — это электромагнитный агрегат, назначение которого — изменить действующее значение переменного напряжения, подаваемого на его первичную обмотку. Трансформатор в каноническом виде имеет несколько обмоток, но минимум — две — первичную и вторичную.

Витки всех обмоток трансформатора обвивают общий магнитопровод — сердечник. На первичную обмотку подается напряжение величину которого необходимо изменить, ко вторичной (вторичным) обмотке (обмоткам) присоединяется потребитель или сеть с розетками, от которых будут питаться многочисленные потребители.

Действие трансформатора основано на законе электромагнитной индукции Фарадея. Когда по виткам первичной обмотки течет переменный ток, в пространстве внутри (в основном) обмотки действует переменное электромагнитное поле данного тока.

Это переменное магнитное поле способно навести ЭДС индукции во вторичной обмотке, которая охватывает пространство действия магнитного потока первичной обмотки. В обычном трансформаторе первичные обмотки гальванически изолированы от первичных.

В автотрансформаторе часть витков первичной обмотки используется в качестве вторичной. Автотрансформаторы целесообразно использовать тогда, когда напряжение нужно понизить лишь немного, не в разы, как это делают обычные трансформаторы, а например в 0,7 раз.

Таким образом главное отличие трансформатора от автотрансформатора заключается в том, что у обычного трансформатора обмотки электрически изолированы друг от друга, а обмотки автотрансформатора имеют общие витки и поэтому всегда связаны гальванически. У трансформатора каждая обмотка имеет минимум два собственных вывода, у автотрансформатора один вывод всегда окажется общим для первичной и вторичной обмоток.

Автотрансформаторы широко применяются в сетях с напряжением более 100 кВ, поскольку при ступенчатом понижении напряжения, когда ясно, что обмотки конечного трансформатора будут гальванически изолированы, отсутствие гальванической развязки на ступени автотрансформатора не критично.

Зато с экономической точки зрения автотрансформаторы куда выгоднее обычных. У них меньше потери в обмотках за счет меньшего количества меди в проводах чем у обычных трансформаторов аналогичной мощности.

Размер автотрансформатора при той же мощности меньше — меньше расходы на материалы и сердечник. У автотрансформаторов более высокий КПД, ибо преобразованию подвергается лишь часть магнитного потока. Да и в целом стоимость автотрансформатора получается ниже.

К недостаткам автотрансформатора, в отличие от обычного, можно отнести отсутствие гальванической развязки между первичной и вторичной цепью. Если изоляция по какой-нибудь причине окажется нарушена, обмотка низшего напряжения окажется под высоким напряжением. Поэтому автотрансформаторы обычно не используют в быту дабы не подвергать обывателя опасности поражения током.

На напряжении до 1000 вольт автотрансформаторы используются для регулирования напряжения в виде лабораторных приборов — лабораторных автотрансформаторов (ЛАТРов) и в составе электромеханических стабилизаторов напряжения.Различное электрооборудование и современные электрические сети в целом используют для своей работы прежде всего переменный ток. Переменный ток питает двигатели, индукционные печи, станки, компьютеры, обогреватели, ТЭНы, осветительные приборы, бытовую технику.

Ранее ЭлектроВести писали, что 19 августа на Днестровскую гидроаккумулирующую станцию доставлено блочный силовой трансформатор Т-4.

По материалам: electrik.info.

отличие в конструкции и работе

Для преобразования напряжения в электротехнике используют трансформаторы или автотрансформаторы. Из-за схожести названий этих двух устройств их часто путают или приравнивают к одному и тому же. Однако это не так, хоть и принцип действия подобен, но принципиально различается конструкция и их сфера применения. Поэтому давайте рассмотрим отличия трансформатора от автотрансформатора, чтобы понять, в чем все же разница.

Определения

Трансформатор – это электромагнитный аппарат, передающий энергию через магнитное поле. Он состоит из двух и более обмоток (иногда говорят катушек) на стальном, железном или ферритовом сердечнике в зависимости от числа фаз, входных и выходных напряжений. Основной его особенностью является то, что первичная цепь и вторичная не электрически связаны между собой, то есть обмотки не имеют электрических контактов. Это называется гальванической развязкой. А такую связь катушек называют индуктивной.

Ниже вы видите условное графическое обозначение двух и трёхобмоточного трансформатора на схеме электрической принципиальной:

Они бывают повышающими, понижающими и разделительными (напряжение на входе равно напряжению на выходе). При этом если подать питание на вторичную обмотку понижающего трансформатора – на первичные обмотки вы получите повышенное напряжение, то же самое и правило работает и для повышающего.

Автотрансформатор – это один из вариантов трансформатора с одной обмоткой, намотанной на сердечнике в принципе аналогичном предыдущему случаю. В нём, в отличие от обычного транса, первичная и вторичная цепь электрически связаны между собой. А значит он не обеспечивает гальванической развязки. Условное графическое обозначение автотрансформатора вы видите ниже:

Автотрансформаторы бывают с фиксированным выходным напряжением и регулируемые. Последние многим известны под названием ЛАТР (лабораторный автотрансформатор). Также могут быть как понижающими, так и повышающими. В регулируемом ЛАТРе вторичная цепь подключается к скользящему по катушке контакту.

Важно! Из-за отсутствия гальванической развязки, автотрансформаторы по определению не могут быть разделительными в отличие от обычных!

Еще одним отличием является количество обмоток автотрансформатора – обычно оно равняется количеству фаз. Соответственно для питания однофазных устройств используют однообмоточные, а для трёхфазных – трёхобмоточные изделия.

Принцип действия

Кратко и простыми словами рассмотрим, как работает каждый вариант исполнения.

У трансформатора есть минимум две обмотки – первичная и вторичная (или их несколько). Если первичную подключить к сети (или другому источнику переменного тока) – тогда ток в первичной обмотке создаёт магнитный поток через сердечник, который пронизывая витки вторичных, наводит в них ЭДС. Принцип действия основан на явлениях электромагнитной индукции, в частности закона Фарадея. При протекании тока во вторичной обмотке (в нагрузку) изменяется и ток в первичной обмотке из-за взаимоиндукции. Разница напряжений между первичной и вторичными обмотками определяется соотношением их витков (коэффициентом трансформации).

Uп/Ud=n1/n2

n1, n2 – количество витков на первичке и вторичке.

Говоря об автотрансформаторе, у него одна обмотка, если фаз несколько – столько же и обмоток. При протекании по ней переменного тока магнитный поток, который возникает внутри неё, индуцирует ЭДС в этой же обмотке. Её величина прямо пропорциональна числу витков. Нагрузка (вторичная цепь) подключается к отводу от витков. На повышающем автотрансформаторе питание подаётся не на концы обмотки, а на один из концов и отвод от витков в отличие от трансформатора. Что было изображено на схеме выше.

Основные отличия

Чтобы вам было легче понять, в чем разница между обычным трансформатором и автотрансформатором, мы собрали в таблицу их основные отличия:

Трансформаторы применяются всюду – от электростанций и подстанций, рассчитанных на десятки и сотни тысяч вольт, до питания малой бытовой техники. Хотя в последнее время используются блоки питания, но и их основой является генератор и трансформатор на ферритовом сердечнике.

Автотрансформаторы используются в бытовых стабилизаторах сетевого напряжения. Часто ЛАТРы используют в лабораториях при тестировании или ремонте электронных устройств. Тем не менее они нашли своё применение и в высоковольтных сетях, а также для электрификации железных дорог.

Например, на ЖД используются такие изделия в сетях 2х25 (два по 25 киловольт). Как на схеме выше в малонаселенных районах прокладывается линия 50 кВ, а к электропоезду по контактному проводу подаётся 25 кВ от понижающего автотрансформатора. Таким образом уменьшается число тяговых подстанций и потери в линии.

Теперь вы знаете, в чем принципиальное отличие трансформатора от автотрансформатора. Для закрепления материала рекомендуем просмотреть полезное видео по теме:

Наверняка вы не знаете:

В чем разница между трансформатором и автотрансформатором? Автотрансформаторы 18 автотрансформаторы особенности конструкции принцип действия

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто.

Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://allbest.ru

У
стройство
автотрансформатора

В общем случае любые трансформаторы
применяются в электрических сетях для изменения величины напряжения. Так при передаче электроэнергии на большие расстояния повышение напряжения снижает потери энергии на активном сопротивлении передачи пропорционально квадрату значения рабочего напряжения.

Поэтому напряжение генератора электростанции повышают в 10 — 15 раз передают по ЛЭП, а потом на месте снижают последовательно по ступеням для питания местных распределительных сетей различных напряжений. Все подобные преобразования напряжения из одного значения в другое осуществляют при помощи трансформаторов и их разновидностью — автотрансформаторов
.

Главное отличие автотрансформатора
от обычного трансформатора
состоит в том, что две его обмотки обязательно имеют между собой электрическую связь, они наматываются на одном стержне, мощность передается между обмотками комбинированным способом — путем электромагнитной индукции и электрического соединения.

Это снижает габариты и стоимость машины (причины и расчет этого факта приведены ниже).

Автотрансформатор может быть сделан двухобмоточным и многообмоточным, в каждой из этих модификаций автотрансформаторов обязательно присутствуют обмотки ВН (высшего напряжения — вход
) и СН (среднего напряжения — выход
), электрически соединенные между собой. В многообмоточных моделях имеется еще одна или несколько обмоток НН (низкого напряжения
), которая имеет с первыми двумя только индуктивную электромагнитную связь.

В трехфазном автотрансформаторе обмотки ВН и СН соединяются в звезду с глухозаземленной нейтралью U 0 (точка 0 на рис. 1), а обмотки НН обязательно соединены в треугольник N.

По рисунку 1 видно, что обмотка ВН включает в себя общую обмотку ОА m ,

которая, собственно, и составляет обмотку СН, и последовательной обмотки А m А.

Рис. 1. Обмотки автотрансформатора: 1—
трехфазного; 2—
однофазного

Распределение токов, в работающем автотрансформаторе в режиме номинальной нагрузки, между обмотками неодинаково.

В последовательной обмотке А m А проходит ток нагрузки ВН — I А. По закону электромагнитной индукции в сердечнике автотрансформатора создается магнитный поток, который индуктирует в обмотке СН ток I Am .

Таким образом, ток общей обмотки СН образован суммой токов последовательной обмотки I А с электрической связью (ВН и СН), и тока I Am , по магнитной связи этих же обмоток —

I
СН
=I
А
+I
Am
.

Значение мощности на выходе автотрансформатора равно мощности на его входе. При отсутствии обмотки НН, мощность ВН равна мощности СН, это и есть номинальная мощность S ном автотрансформатора по электрической связи. Она равна произведению номинального напряжения обмотки ВН U ВН, на номинальный ток I ВН последовательной обмотки.

Рассчитывают еще и типовую мощность автотрансформатора называют, которая составляет часть номинальной мощности, передаваемой электромагнитным путем.

S
т
=S
ном*
а
в
,

где а
в
=1-U
СН
/U
ВН
— коэффициент выгодности автотрансформатора.

Он определяет долю типовой мощности в составе номинальной, чем она меньше, тем меньше габариты и сечения сердечника (магнитопровода) и обмоток автотрансформатора, которые рассчитываются исходя не из полной номинальной, а только из её части — типовой мощности. Поэтому изготовление автотрансформаторов значительно дешевле, чем обычных трансформаторов такой же мощности.

Мощность на общей обмотке является одним из главных параметров, которые нужно контролировать при работе автотрансформатора, превышение её в длительном режиме недопустимо.

На рисунке 1 показаны варианты подключения амперметра для измерения нагрузки на общей обмотке при трехфазном
и однофазном
варианте автотрансформатора.

Чем меньше коэффициент трансформации (чем ближе значения U СН и U ВН), тем выгоднее использование автотрансформаторов и дешевле их изготовление.

Еще одним большим достоинством автотрансформаторов можно назвать возможность регулирования напряжения под нагрузкой без прерывания питания потребителей.

Для большинства автотрансформаторов используется способ переключения ответвлений регулировочной обмотки. Эти регулировочные ответвления берутся от менее нагруженной обмотки ВН, особые устройства — переключатели ответвлений изменяют число включенных в работу витков, тем самым увеличивая или уменьшая коэффициент трансформации и напряжение выхода.

Такое регулирование возможно в ручном и автоматическом режимах (при помощи следящих систем с обратной связью, это делает автотрансформатор стабилизатором напряжения). Требования к качеству выходного напряжения для питания потребителей обуславливают применение и важность таких устрйств.

электроэнергия автотрансформатор магнитный

На рисунке 2 показаны схемы регулирования напряжения выхода А mна автотрансформаторе на стороне ВН (1) и на стороне СН (2). Таковы устройство и принципы работы автотрансформаторов.

Размещено на Allbest.ru

…

Подобные документы

Трансформатор — электромагнитное устройство для передачи посредством магнитного поля электрической энергии. Зависимость напряжения от нагрузки. Устройство автотрансформатора, трансформаторы для измерения тока и напряжения. Заземление вторичных обмоток.

презентация , добавлен 14.12.2011

Решение проблемы централизованного производства электроэнергии и ее передачи на большие расстояния. История изобретения, устройство и классификация трансформаторов как электромагных устройств для преобразования переменного тока посредством индукции.

реферат , добавлен 23.01.2011

Устройство, назначение и принцип действия трансформаторов. Расчет электрических величин трансформатора и автотрансформатора. Определение основных размеров, расчет обмоток НН и ВН, параметров и напряжения короткого замыкания. Расчет системы охлаждения.

реферат , добавлен 10.09.2012

Выбор устройства релейной защиты и автоматики автотрансформатора. Расчет уставок основных и резервных защит. Дистанционная защита автотрансформатора. Выбор уставок дифференциального органа с торможением. Расчет параметров схемы замещения исследуемой сети.

курсовая работа , добавлен 21.03.2013

Характеристика и технические параметры тиристора, его разновидности, принцип работы, условное обозначение и применение. Устройство автотрансформатора, принцип его работы. Обслуживание и ремонт электрических двигателей. Чертежи жгутов, кабелей и проводов.

шпаргалка , добавлен 20.01.2010

Опыты холостого хода и короткого замыкания трансформатора и их значение. Сущность напряжения короткого замыкания. Средства улучшения коммутации в машинах постоянного тока. Устройство и принцип действия автотрансформатора, его достоинства и недостатки.

контрольная работа , добавлен 09.10.2010

Опис встановленого обладнання та розрахунок струмів короткого замикання підстанції «Київська».Основні пошкодження автотрансформатора. Вимоги до релейного захисту. Характерні пошкодження, що можуть виникнути в процесі експлуатації та причини їх виникнення.

дипломная работа , добавлен 13. 02.2016

Номенклатура силовых трансформаторов. Устройство и принцип действия трансформаторов. Конструкции линий электропередач и их составляющие. Виды и применение счетчиков электроэнергии. Действие электрического тока на организм человека, оказание первой помощи.

отчет по практике , добавлен 20.11.2013

Выбор рода тока и напряжения двигателя, его номинальной скорости и конструктивного исполнения. Расчёт мощности и выбор электродвигателя для длительного режима работы. Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока. Выбор двигателя по мощности.

курсовая работа , добавлен 01.03.2009

Функционирование асинхронных машин в режиме генератора. Устройство асинхронных двигателей и их основные характеристики. Получение вращающегося магнитного потока. Создание вращающего момента. Частота вращения магнитного потока статора и скольжения.

Существуют ситуации, при которых необходимо изменять напряжение в относительно небольших пределах. Легче всего осуществить это при помощи однообмоточных трансформаторов, которые также еще называют автотрансформаторами. В том случае, если коэффициент трансформации не сильно отличается от единицы, то разница между токами в первичной и вторичной обмотках будет небольшой. Если объединить обе эти обмотки получится схема самого обычного автотрансформатора. Эти трансформаторы относят к группе устройств специального назначения.

Главное отличие автотрансформаторов от обычных трансформаторов представляет собой тот факт, что у них обмотка самого низкого напряжения является неотъемлемой частью обмотки самого высокого напряжения. Иными словами, цепи у этих обмоток имеют, помимо магнитной, еще и гальваническую связь. Для того чтобы получить повышение или понижения напряжения необходимо соответствующим образом включить обмотки автотрансформатора. Целесообразней всего использовать их в тех случаях, когда требуется незначительное изменение напряжения. Тогда часть обмотки, соединяющая обе цепи, может быть выполнена из тонкого провода, что позволяет сэкономить металл и, разумеется, средства.

Принцип действия автотрансформаторов

Также при помощи автотрансформатора можно значительно сэкономить на стали, которая используется для изготовления магнит провода. Если учесть тот факт, что этот участок является довольно протяженным, то экономия получается существенной. В других электромагнитных преобразователях передача энергии происходит через магнитное поле между двумя обмотками. В автотрансформаторах она осуществляется как через магнитное поле, так и через непосредственную электрическую связь.

Подобное устройства уже успели показать себя исключительно с хорошей стороны. Автотрансформаторы отлично конкурируют с традиционными двухобмоточными трансформаторами. Но только тогда, когда их коэффициент трансформации не сильно отличается от единицы. По большому счету, автотрансформаторы в плане конструкции мало чем отличаются от трансформаторов. В них так же имеются стержни магнитопровода, на которых устанавливаются две обмотки, от которых берутся выводы. Большинство деталей, используемых в автотрансформаторах, применяются и в двухобмоточных трансформаторах.

Трансформаторы являются довольно разнообразной группой оборудования, имеющей существенные внутренние различия по назначению и конструктивным особенностям. Кроме того, работа различного оборудования требует различного напряжения. Существуют средние значения. Которые учитываются при составлении технического допуска на подключение. Например, домашние бытовые приборы рассчитаны на 220, а то и на 110 В. А вот оборудование промышленного типа использует 380 В. Для них предусмотрены свои варианты, более легкие и недорогие. Но прежде чем решиться на использование, следует знать в чем разница между трансформатором и автотрансформатором.

Для чего снижают напряжение?

Передача электроэнергии на дальние расстояния требует высоких показателей напряжения, в противном случае потери при транспортировке энергии сделают процесс нерентабельным. Но, чтобы использовать электроэнергию в промышленных и, тем более, бытовых целях, требуется ее снижение. Делается это постепенно, благодаря системе трансформаторов, а также их более мобильных аналогов — автотрансформаторов.

Несмотря на то, что все приборы такого типа призваны преобразовать исходное напряжение до желаемого, трансформаторы можно разделить на два типа. Первые — повышающие — увеличивают напряжение, поддерживая его на достаточном уровне для продолжения транспортировки или для использования в промышленных целях. Вторые — понижающие — напротив, снижают напряжение, позволяя использовать энергию в бытовых целях.

Что представляют собой оба устройства?

Любой трансформатор — это прибор статического типа, который преобразует переменный ток, частоту, а также число фаз. Это устройство включает в себя две или больше обмоток, которые наматываются на один для всех сердечник из стали. Одна из обмоток обязательно должна быть подключена к источнику переменного тока. Остальные могут быть соединены с конечными потребителями. В результате между ними наблюдается как электромагнитная, так и электрическая связи. Дополнительно обмотка автотрансформатора оснащена тремя и более выводами, то есть имеется возможность подключаться к разным выводам и, соответственно, получать разные значения напряжения.

В основе принципа работы лежит небезызвестная электромагнитная индукция. Проще говоря, меняющийся при прохождении через обмотку магнитный поток образует в ней электродвижущую силу.

Такой тип трансформаторов прекрасно подходит для смены напряжения в сравнительно малом диапазоне.

В чем отличия трансформатора от автоварианта?

Разница между трансформатором и автотрансформатором — это число обмоток. Больше — у трансформаторов, автотрансформаторы имеют всего один экземпляр.

Очевидные плюсы автовариантов обнаруживаются при применении в сетях с уровнем напряжения от 150 кВ и более. Эти приборы дешевле, да и потери в обмотках у них на порядок меньше. Размером автотрансформаторы тоже уступают своим статичным аналогам.

Помимо этого, у автотрансформаторов гораздо выше коэффициент полезного действия. Такое возможно благодаря частичному преобразованию мощности. Стоимостные преимущества же обосновываются меньшим расходом материалов, а соответственно, меньшей массой и большей компактностью.

Автотрансформаторы бывают повышающие и понижающие, однофазные и трехфазные. Применяются они для питания бытовых приборов, пуска асинхронных электрических двигателей, в промышленных электрических сетях. В быту автотрансформаторы используют для регулировки напряжения сети, если оно завышено или занижено. В промышленности с их помощью уменьшают пусковые токи электрических двигателей, повышают напряжение в линиях электропередач для уменьшения потерь.

Чем отличается автотрансформатор от трансформатора

У обычного трансформатора первичные и вторичные обмотки электрически не связаны, энергия между ними передается посредством магнитного поля. Автотрансформатор фактически имеет одну обмотку, от которой отходят выводы. Помимо электромагнитной связи, обмотки автотрансформатора связаны электрически.

Устройство автотрансформатора

В простейшем случае, на замкнутом магнитопроводе располагаются две обмотки соединенные последовательно. В зависимости от варианта подключения источника энергии и нагрузки, автотрансформатор может работать как повышающий или как понижающий.

Существует конструкция, в которой реализован механизм ручного регулирования выходного напряжения (Вариак, ЛАТР). Так же применяются блоки автоматической регулировки с обратной связью, по сути, автотрансформатор с таким устройством можно назвать стабилизатором напряжения.

В автотрансформаторе энергия передается не только магнитным потоком, но и электрически, так как обмотки имеют гальваническую связь. Чем ближе коэффициент трансформации к 1, тем меньше энергии передается электромагнитным способом.

Ниже вы видите схему понижающего автотрансформатора, к первичной обмотке которого подключен источник переменного напряжения, а к выводам вторичной обмотки подключена нагрузка, в виде лампы накаливания.

В режиме холостого хода автотрансформатор работает так, как и обычный трансформатор. Когда подключена нагрузка, переменный магнитный поток возникающий в сердечнике индуктирует в витках вторичной обмотки ЭДС, направленную навстречу ЭДС источника энергии. Поэтому ток протекающий по вторичной обмотке равен разнице между током нагрузки и током первичной цепи. Это позволяет вторичную обмотку изготавливать из провода малого диаметра. Экономия на меди, тем меньше, чем больше коэффициент трансформации отличается от единицы.

Автотрансформатор эффективнее трансформатора и дешевле в изготовлении, при условии, что коэффициент трансформации не сильно отличается от единицы. Существенным недостатком с точки зрения безопасности, является отсутствие гальванической развязки между обмотками.

Электрические потребители нуждаются в трансформации тока до требуемого значения напряжения. Если подобные изменения не определяются в небольшом пределе, можно применять специальный агрегат. Обычный трансформатор имеет в своем составе две катушки. Специальный прибор может иметь всего одну совмещенную обмотку. Это и есть автотрансформатор. Его применяют в том случае, если показатель преобразования не составляет более 1.

В этом случае разница между уровнем тока в первичной и вторичной обмотке будет небольшой. Что такое автотрансформатор, а также основные принципы его работы будет рассмотрено далее.

Принцип устройства

Автотрансформаторы характеризуются определенным устройством и принципом действия. Их первая обмотка является частью второго контура или наоборот. Такие цепи характеризуются электромагнитной и гальванической связью. Повышающий и понижающий агрегат применяются во многих сферах деятельности человека. Причем его характеристики определяются особенностями включения обмоток.

При подключении к катушке переменного тока в сердечнике определяется магнитный поток. В каждом из существующих витков в этот момент будет индуктироваться электродвижущая сила. Причем ее величина будет идентична.

Схема автотрансформатора объясняет принцип работы агрегата. При подсоединении нагрузки вторичный электрический поток будет перемещаться по обмотке. По этому же проводнику в этот момент движется и первичный ток. Оба потока геометрически складываются. Поэтому на обмотку станет подаваться совсем незначительный электрический ток.

Особенности

Схема замещения автотрансформатора позволяет сэкономить на количестве медного проводника. Для такого оборудования необходима проволока меньшего сечения. Это обеспечивает значительную экономию материалов и относительно невысокую стоимость аппарата. Сократить расходы на изготовление представленного оборудования удается благодаря снижению количества стали для изготовления магнитопривода. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы значительно отличаются размером сечения сердечника.

Устройство современного автотрансформатора делает оборудование востребованным, если показатель трансформации приближается к 1 или находится в пределах от 1,5 до 2. Если же коэффициент будет больше 3, применение подобного прибора становится неоправданным.

По многим параметрам принцип работы автотрансформатора, его конструкция и детали мало отличаются от обычных двухобмоточных трансформаторов.

Различные режимы работы автотрансформаторов позволяют устранить недостатки бытовой электросети. Это необходимо, например, когда напряжение не дотягивает или, наоборот, немного превышает стандартную норму 220 В. Особенности конструкции автотрансформатора позволяют выполнять настройку с определенным шагом. Электронный автотрансформатор, имеющий в своем составе коммутационную и регулирующую систему выполняет этот процесс автоматически.

Разновидности

На выбор разновидности автотрансформатора влияет его назначение и условия эксплуатации. Чаще всего применяется восемь типов представленных агрегатов:

1. ВУ-25-Б. Создан для уравнивания токов вторичной обмотки при использовании схемы дифференциальной защиты силовых трансформаторов.
2. АТД. Мощность находится на уровне 25Вт. Имеет устаревший тип конструкции. Он долго насыщается и применяется достаточно редко.
3. ЛАТР-1. Принцип действия этого автотрансформатора позволяет применять его при нагрузке 127В.
4. ЛАТР-2. Изготавливается для бытовой сети (220В). В ЛАТРе позволяется регулировать напряжение при помощи скользящего по виткам катушки контакта.
5. ДАТР-1. Применяется при незначительной нагрузке в специальном оборудовании.
6. РНО. Используется в условиях повышенной нагрузки.
7. РНТ. Эксплуатируется при наиболее сильных нагрузках в сетях специального назначения.
8. АТНЦ. Применяется для телеизмерительных приборов.

Также существует разделение на агрегаты малой мощности (до 1 кВ), средней мощности (больше 1 кВ) и силовые типы.

Однофазные разновидности

Сегодня применяются однофазный и трехфазный автотрансформатор. В первом случае оборудование представлено такой разновидностью, как ЛАТР. Его применяют для низковольтных сетей. При повышенном напряжении требуется понижающая конструкция, например, автотрансформатор типа 220/110 или 220/100. В этом случае вторичная обмотка входит в состав первичного контура. Повышающий тип автотрансформаторов, наоборот, включает первичную обмотку в состав вторичного контура.

В обеих разновидностях устройств регулирование производится посредством скольжения подвижного контакта по обмоточным виткам. ЛАТРы состоят из магнитопривода кольцеобразной формы. Его обмотка включает в себя один слой. Она состоит из изолированного провода из меди.

Однофазные автотрансформаторы имеют несколько ответвлений, которые отходят от обмотки. Именно эти элементы конструкции определяют, будет ли агрегат работать на повышение или понижение напряжения сети. Чтобы получить плавность настройки вторичного напряжения создается небольшая дорожка на поверхности обмотки. Она очищена от слоя изоляции. По этой дорожке перемещается роликовый или щеточный контакт. Регулировка осуществляется в пределах от 0 до 250 В.

Трехфазные разновидности

Наряду с однофазными применяются и трехфазные аппараты. Они отличаются типом обмотки. Существует автотрансформатор трехфазного типа с двумя и тремя контурами.

Чаще всего обмотки в подобных устройствах соединяются в виде звезды. Они имеют выведенную отдельно точку нейтрали. При помощи направления подведения напряжения выполняется понижение или повышение. Этот принцип положен в основу старта работы мощного двигателя, регулирования электрического тока по ступенчатой системе. Трехфазный тип автотрансформаторов применяется для нагревательных элементов печей.

Приборы с тремя обмотками используются в сетях высоковольтного типа. При этом со стороны высшего напряжения агрегат соединяется с нулевым проводом в звезду. Этот тип контакта способен снизить напряжение с учетом особенностей изоляции аппаратуры. Применение подобных приборов способно повысить уровень КПД системы, а также сэкономить затраты на совершение передачи электроэнергии. Однако в этом случае повышается количество токов короткого замыкания.

Наличие гальванической связи между совмещенными контурами не позволяют использовать представленное оборудование в силовых сетях (6-10 кВ), если напряжение понижается до 0,38 кВ. В этом случае трехфазное напряжение 380В подается непосредственно к электрическим потребителям. На таком оборудовании могут работать люди. Во избежание несчастных случаев применяются в подобных условиях другие разновидности агрегатов.

Недостатки

Перед тем, как вводить в эксплуатацию представленное оборудование, необходимо изучить его основные недостатки:

• Схема низковольтного типа будет значительно зависеть от высокого уровня напряжения. Чтобы избежать возникновения сетевого сбоя, потребуется создать продуманную систему подачи низкого напряжения. Только в таком случае прибор сможет перенести повышенные нагрузки.
• Поток, рассеивающийся между обмотками, незначителен. При возникновении определенных неисправностей может возникнуть короткое замыкание. Его вероятность в этом случае значительно увеличивается.
• Соединения, которые создаются между вторичными и первичными обмотками, должны быть идентичными. В противном случае могут возникнуть некоторые проблемы при работе агрегата.
• Невозможно создать систему с заземлением с одной стороны. Нейтралью должны обладать оба блока.
• Представленная система делает трудной задачей сохранение электромагнитного баланса. Для улучшения этого показателя потребуется увеличить корпус прибора. Если диапазон трансформации будет значительным, экономия ресурсов будет незначительной.

Также следует отметить, что выполняя ремонт автотрансформатора, устраняя возникшие неполадки и аварийные ситуации, может снизиться безопасность работы обслуживающего персонала. Высшее напряжение может наблюдаться и на низшей обмотке. В этом случае все элементы системы окажутся подведены к высоковольтной части. По правилам безопасности такое положение вещей недопустимо. В этом случае возникает вероятность пробоя изоляции проводников, которые присоединены к электрооборудованию.

Рассмотрев основные особенности работы и устройства автотрансформаторов, можно сделать выводы о целесообразности их применения в своих целях.

В чем отличие автотрансформатора от трансформатора? | Современная светотехника

Для того, чтобы понизить или повысить напряжение применяют трансформаторы или же автотрансформаторы. Почему, казалось бы, для одних и тех же целей используют разные изделия? В чем их принципиальное отличие и схожесть? В этой статье мы попробуем ответить на эти вопросы. Итак, начнем.

Оглавление

Определения

Кратко о принципе действия

Достоинства и недостатки

Заключение

Кстати, приобрести автотрансформаторы в интернет-магазине с доставкой можно у компании «ТехноАльянс»

Определения

Давайте дадим определения этим двум изделиям:

Трансформатор

Трансформатор — это статическое электромагнитное устройство, выполненное из двух или более индуктивно взаимосвязанных обмоток намотанных на магнитопроводе и предназначенные для трансформирования за счет электромагнитной индукции переменного напряжения одной величины в другую (или сразу несколько) напряжений с сохранением векторов и частоты.

Главной особенностью трансформатора является то, что в нем первичная и вторичная обмотки гальванически развязаны (то есть, нет непосредственного электрического контакта). Схематически они выглядят так:

Существуют понижающие трансформаторы. В таких аппаратах напряжение преобразуется, например, с 110 кВ на 35 кВ или 10 кВ, либо же с 220 В на 12 В.

Повышающие трансформаторы. В данном случае в трансформаторе идет наоборот повышение рабочего напряжения, например, с 6 кВ до 110 кВ на ГРЭС.

Разделительные трансформаторы. В таком варианте напряжение на входе полностью совпадает с напряжением на выходе. Такие изделия предназначены для формирования гальванической развязки.

Автотрансформатор

Автотрансформатором называют такую разновидность трансформатора, у которого первичная и вторичная обмотка электрически взаимосвязаны. При этом у единой обмотки в наличии минимум три вывода, выполняя подключение к оным можно получить напряжение различного номинала.

Схематически их можно представить следующим образом:

Следует особо подчеркнуть, что у автотрансформаторов отсутствует гальваническая развязка, то есть в случае нештатной ситуации (поломки) первичное высокое напряжение вполне может оказаться приложено к низкой стороне, что выведет из строя все приборы, подключенные в качестве нагрузки к низкой стороне.

Автотрансформаторы бывают с зафиксированным выходным напряжением и регулируемым. К регулируемым вариантам относятся такие изделия как ЛАТР (лабораторный автотрансформатор).

yandex.ru

yandex.ru

Автотрансформаторы могут быть как понижающими, так и повышающими, а вот разделительными они не способны быть в принципе (отсутствует гальваническая развязка).

Число обмоток у автотрансформатора напрямую связано с количеством фаз. Иначе говоря, если нам нужен автотрансформатор в однофазной сети, то он будет однообмоточным, если же в трехфазной, то трехобмоточным.

Кратко о принципе действия

Примечание. Далее будут рассмотрены так называемые идеальные трансформаторы, в которых падение напряжения можно пренебречь. А значит, станет верным следующее равенство U1 = E1 и U2 = E2.

Давайте вкратце поговорим о принципах работы этих двух аппаратов.

Итак, как мы знаем, у трансформатора есть как минимум пара обмоток, которые намотаны на сердечник и они изолированы друг от друга.

Если на первичную обмотку подать напряжение от сети или же от любого другого источника питания, то протекающий в ней ток породит магнитный поток, который проходя через сердечник и вторичную обмотку наведет в последней ЭДС. Весь принцип взаимодействия реализован на таком явлении, как электромагнитная индукция.

При этом разница напряжений первичной обмотки и вторичной обмотки находится соотношением их витков (коэффициент трансформации).

Теперь давайте скажем пару слов об автотрансформаторе

Допустим на витки W1 обмотки автотрансформатора подсоединен источник переменной энергии, а на витки W2 подсоединен потребитель. Во время протекания переменного тока в обмотке автотрансформатора формируется переменный магнитный поток, образующий в обмотке электродвижущую силу, которая имеет прямую зависимость от числа витков.

Значит, что части обмотки, где витки W1, образуется U1 и соответственно где W2 образуется U2.

У автотрансформатора коэффициент трансформации находится по такому же принципу что и у обычного трансформатора по следующему выражению:

K = U1/U2 = W1/W2

Существенные различия начинаются при рассмотрении протекающих токов.

Так как у нас подключена нагрузка, то в части обмотки c числом витков W2 формируется ток I2.

В верхней половине обмотки, где число витков равно (W1-W2) протекает ток I1 который будет сильно отличаться от тока в части обмотки, где витки W2. Там будет протекать результирующий ток, который согласно правилу Ленца, будет равен I2-I1.

А это означает, что в той части обмотки, с которой выполняется подача напряжения потребителю, ток будет существенно меньше чем в ток в нагрузке, то есть выражение верно.

I2-I1<< I2

Этот эффект позволяет существенно снизить затраты на саму обмотку, что удешевляет изделие.

Достоинства и недостатки

Плюсы и минусы автотрансформатора

Итак, давайте рассмотрим достоинства и недостатки сначала автотрансформатора.

Теперь давайте узнаем о плюсах и минусах уже классического трансформатора

Область применения

Классический трансформатор можно встретить практически везде: начиная от самой обычной зарядки, заканчивая огромными силовыми установками на крупных высоковольтных подстанциях.

Автотрансформаторы также довольно распространены, всем нам известен ЛАТР (лабораторный автотрансформатор), но и силовые АТ так же встречаются в сетях, где присутствует глухозаземленная нейтраль.

Заключение

Это все что я хотел вам рассказать о различиях и области применения трансформаторов и автотрансформаторов. Если статья оказалась вам полезна, то оцените ее и спасибо за ваше внимание!

Статья Какие трансформаторы бывают?

Какие же трансформаторы бывают и в чем их отличие?!

Силовой трансформатор

Данный вид низкочастотных (50-60 Гц) трансформаторов служит в электрических сетях, а также в установках приема и преобразования электрической энергии. Почему называется силовой? Потому что именно этот тип трансформаторов применяется для подачи и приема электроэнергии на ЛЭП и с ЛЭП, где напряжение может достигать 1150 кВ.

В городских электросетях напряжение достигает 10 кВ. Посредством именно силовых низкочастотных трансформаторов напряжение также и понижается до 0,4 кВ, 380/220 вольт, необходимых потребителям.

Конструктивно типичный силовой трансформатор может содержать две, три или более обмоток, расположенных на броневом сердечнике из электротехнической стали, причем некоторые из обмоток низшего напряжения могут питаться параллельно (трансформатор с расщепленными обмотками).

Это удобно для повышения напряжения, получаемого одновременно с нескольких генераторов. Как правило, силовой трансформатор помещен в бак с трансформаторным маслом, а в случае особо мощных экземпляров добавляется система активного охлаждения.

Трансформаторы силовые трехфазные мощностью до 4000 кВА устанавливаются на подстанциях и электростанциях. Более распространены трехфазные, поскольку потери получаются до 15% меньше, чем с тремя однофазными.

Трансформатор сетевой

Сетевые трансформаторы еще в 80-е и 90-е годы можно было встретить практически в любом электроприборе. С помощью именно сетевого трансформатора (обычно однофазного) напряжение бытовой сети 220 вольт с частотой 50 Гц понижается до уровня, требуемого электроприбору, например 5, 12, 24 или 48 вольт.

Часто сетевые трансформаторы выполняются с несколькими вторичными обмотками, чтобы несколько источников напряжения можно было бы использовать для питания различных частей схемы. В частности, трансформаторы ТН (трансформатор накальный) всегда можно было (да и сейчас можно) встретить в схемах, где присутствовали радиолампы.

Современные сетевые трансформаторы конструктивно выполняются на Ш-образных, стержневых или тороидальных сердечниках из набора пластин электротехнической стали, на которые и навиваются обмотки. Тороидальная форма магнитопровода позволяет получить более компактный трансформатор.

Если сравнить трансформаторы равной габаритной мощности на тороидальном и на Ш-образном сердечниках, то тороидальный будет занимать меньше места, к тому же площадь поверхности тороидального магнитопровода полностью охватывается обмотками, нет пустого ярма, как в случае с броневым Ш-образным или стержневым сердечниками. К сетевым можно отнести в частности и сварочные трансформаторы мощностью до 6 кВт. Сетевые трансформаторы, конечно, относятся к низкочастотным трансформаторам.

Автотрансформатор

Одной из разновидностей низкочастотного трансформатора является автотрансформатор, у которого вторичная обмотка является частью первичной или первичная является частью вторичной. То есть в автотрансформаторе обмотки связаны не только магнитно, но и электрически. Несколько выводов делаются от единственной обмотки, и позволяют всего с одной обмотки получить различное напряжение.

Главное преимущество автотрансформатора — меньшая стоимость, поскольку расходуется меньше провода для обмоток, меньше стали для сердечника, в итоге и вес получается меньше, чем у обычного трансформатора. Недостаток — отсутствие гальванической развязки обмоток.

Автотрансформаторы находят применение в устройствах автоматического управления, а также широко используются в высоковольтных электросетях. Трехфазные автотрансформаторы с соединением обмоток в треугольник либо в звезду в электрических сетях весьма востребованы сегодня.

Силовые автотрансформаторы выпускаются на мощности вплоть до сотен мегаватт. Применяют автотрансформаторы и для пуска мощных двигателей переменного тока. Автотрансформаторы особенно целесообразны при невысоких коэффициентах трансформации.

Лабораторный автотрансформатор

Частным случаем автотрансформатора является лабораторный автотрансформатор (ЛАТР). Он позволяет плавно регулировать напряжение, подаваемое к потребителю. Конструкция ЛАТРа представляет собой тороидальный трансформатор с единственной обмоткой, которая имеет неизолированную «дорожку» от витка к витку, то есть имеется возможность подключения к каждому из витков обмотки. Контакт с дорожкой обеспечивается скользящей угольной щеткой, которая управляется поворотной ручкой.

Так можно получить на нагрузке действующее напряжение различной величины. Типичные однофазные ЛАТРы позволяют получать напряжение от 0 до 250 вольт, а трехфазные — от 0 до 450 вольт. ЛАТРы мощностью от 0,5 до 10 кВт очень популярны в лабораториях для целей наладки электрооборудования.

Трансформатор тока

Трансформатором тока называется трансформатор, первичная обмотка которого подключается к источнику тока, а вторичная — к защитным или измерительным приборам, имеющим малые внутренние сопротивления. Наиболее распространенным типом трансформатора тока является измерительный трансформатор тока.

Первичная обмотка трансформатора тока (обычно — всего один виток, один провод) включается последовательно в цепь, в которой требуется измерить переменный ток. Получается в результате, что ток вторичной обмотки пропорционален току первичной, при этом вторичная обмотка обязательно должна быть нагружена, ибо иначе напряжение вторичной обмотки может получиться достаточно высоким, чтобы пробить изоляцию. Кроме того, если вторичную обмотку ТТ разомкнуть, то магнитопровод просто выгорит от наведенных некомпенсированных токов.

Конструкция трансформатора тока представляет собой сердечник из шихтованной кремнистой холоднокатаной электротехнической стали, на который намотана одна или несколько изолированных обмоток, являющихся вторичными. Первичная обмотка зачастую — просто шина, либо пропущенный через окно магнитопровода провод с измеряемым током (на этом принципе, кстати, работают токоизмерительные клещи). Главная характеристика трансформатора тока — коэффициент трансформации, например 100/5 А.

Для измерения тока и в схемах релейной защиты трансформаторы тока применяются достаточно широко. Они безопасны, поскольку измеряемая и вторичная цепи гальванически изолированы друг от друга. Обычно промышленные трансформаторы тока выпускаются с двумя или более группами вторичных обмоток, одна из которых подключается к защитным устройствам, другая — к устройству измерения, например к счетчикам.

Импульсный трансформатор

Почти во всех современных сетевых блоках питания, в разнообразных инверторах, в сварочных аппаратах, и в прочих силовых и маломощных электрических преобразователях применяются импульсные трансформаторы. Сегодня импульсные схемы почти полностью вытеснили тяжелые низкочастотные трансформаторы с сердечниками из шихтованной стали.

Типичный импульсный трансформатор представляет собой трансформатор выполненный на ферритовом сердечнике. Форма сердечника (магнитопровода) может быть совершенно различной: кольцо, стержень, чашка, Ш-образный, П-образный. Преимущество ферритов перед трансформаторной сталью очевидно — трансформаторы на феррите могут работать на частотах до 500 и более кГц.

Поскольку импульсный трансформатор является высокочастотным трансформатором, то и габариты его с ростом частоты значительно снижаются. На обмотки требуется меньше провода, а для получения высокочастотного тока в первичной цепи достаточно полевого, IGBT или биполярного транзистора, иногда — нескольких, в зависимости от топологии импульсной схемы питания (прямоходовая — 1, двухтактная — 2, полумостовая — 2, мостовая — 4).

Справедливости ради отметим, что если применяется обратноходовая схема питания, то трансформатор по сути является сдвоенным дросселем, поскольку процессы накопления и отдачи электроэнергии во вторичную цепь разделены во времени, то есть они протекают не одновременно, поэтому при обратноходовой схеме управления это все же дроссель, а не трансформатор.

Импульсные схемы с трансформаторами и дросселями на феррите встречаются сегодня всюду, начиная от балластов энергосберегающих ламп и зарядных устройств различных гаджетов, заканчивая сварочными аппаратами и мощными инверторами.

Импульсный трансформатор тока

Для измерения величины и (или) направления тока в импульсных схемах часто применяют импульсные трансформаторы тока, представляющие собой ферритовый сердечник, зачастую — кольцевой (тороидальный), с единственной обмоткой. Через кольцо сердечника продевают провод, ток в котором нужно исследовать, а саму обмотку нагружают на резистор.

Например, кольцо содержит 1000 витков провода, тогда соотношение токов первичной (продетый провод) и вторичной обмотки будет 1000 к 1. Если обмотка кольца нагружена на резистор известного номинала, то измеренное напряжение на нем будет пропорционально току обмотки, а значит измеряемый ток в 1000 раз больше тока через этот резистор.

Промышленностью выпускаются импульсные трансформаторы тока с различными коэффициентами трансформации. Разработчику остается только подключить к такому трансформатору резистор и схему измерения. Если требуется узнать направление тока, а не его величину, то обмотка трансформатора тока нагружается просто двумя встречными стабилитронами.

Основная классификация трансформаторов:

• По назначению: измерительные трансформаторы тока, напряжения, защитные, лабораторные, промежуточные.
• По способу установки: наружные, внутренние, шинные, опорные, стационарные, переносные.
• По числу ступеней: одноступенчатные, многоступенчатые (каскадные).
• По номинальному напряжения: низковольтные, высоковольтные.
• По типу изоляции обмоток: c сухой изоляцией, компаундной, бумажно-маслянной.

Специальные Трансформаторы :: Электротехническое оборудование

Специальные Трансформаторы

Автотрансформаторы.В некоторых случаях из экономических соображений целесообразно применять так называемые автотрансформаторы. Отличие их от обычных трансформаторов заключается в том, что обмотки имеют не только магнитную, но и гальваническую связь. На рис. 2.25 показан эскиз понижающего автотрансформатора и его схема. Первичная обмотка с выводами А и Х имеет витков, а вторичная с выводами А и витков. Выводы а и х соединены с первичной обмоткой. Повышающий автотрансформатор показан на рис. 2.26.

Здесь первичная обмотка с выводами А и имеет витков, а вторичная с выводами А и витков.

Если пренебречь падениями напряжения в обмотках и током холостого хода, то для обоих автотрансформаторов коэффициент трансформации

При близких значениях и ток намного меньше тока . В обычном трансформаторе ток вторичной обмотки понижающего трансформатора . Поэтому

необходимое сечение провода и габариты автотрансформатора меньше, чем трансформатора той же мощности. Чем ближе коэффициент трансформации к единице, тем автотрансформатор выгоднее обычного трансформатора. Обычно автотрансформатор применяется при .

Недостатком автотрансформатора является наличие гальванической связи между обмотками, что требует соответствующей изоляции для обеспечения безопасности обслуживающего персонала. Автотрансформаторы находят широкое применение для пуска мощных синхронных и асинхронных двигателей, для регулирования напряжения, для передачи электрической энергии с различными напряжениями и малым коэффициентом трансформации, например 110 и 220 кВ.

При экспериментальных работах применяются лабораторные автотрансформаторы (ЛАТР).

Они имеют регулируемый коэффициент трансформации, так что можно плавно, в широких пределах изменять напряжение.

Измерительные трансформаторы. Для расширения пределов измерения приборов переменного тока применяются измерительные трансформаторы напряжения и тока.

Источник: electrono.ru

Основные типы современных трансформаторов — Энергетика и промышленность России — № 08 (196) апрель 2012 года — WWW.EPRUSSIA.RU

Газета «Энергетика и промышленность России» | № 08 (196) апрель 2012 года

Силовой трансформатор – трансформатор, предназначенный для преобразования электрической энергии в электрических сетях и в установках для приема и использования электрической энергии.

Автотрансформатор – вариант трансформатора, в котором первичная и вторичная обмотки соединены напрямую, за счет чего между ними возникает не только электромагнитная, но и электрическая связь. Обмотка автотрансформатора имеет как минимум три вывода, подключаясь к которым можно получать разные напряжения. Преимущество – более высокий КПД, недостатки – отсутствие электрической изоляции между первичной и вторичной цепью. Применение автотрансформаторов вместо обычных экономически оправдано для соединения эффективно заземленных сетей с напряжением 110 кВ и выше при коэффициентах трансформации не более трех-четырех. Кроме того, данный тип характеризуется меньшим расходом стали для сердечника, меди для обмоток, меньшим весом и габаритами, что существенно снижает стоимость оборудования.

Трансформатор тока питается от источника тока. Типичное применение – для снижения первичного тока до величины, используемой в цепях измерения, защиты, управления и сигнализации. Номинальное значение тока вторичной обмотки – 1 А, 5 А. Первичная обмотка трансформатора тока включается в цепь с измеряемым переменным током, а во вторичную включаются измерительные приборы. Ток, протекающий по вторичной обмотке трансформатора тока, равен току первичной обмотки, деленному на коэффициент трансформации. При разрыве цепи возникает скачок напряжения, опасный для изоляции, окружающих электроприборов и жизни техперсонала.

Трансформатор напряжения питается от источника напряжения. Применяется в целях преобразования высокого напряжения в низкое в цепях, в измерительных цепях и цепях РЗиА. Позволяет изолировать логические цепи защиты и цепи измерения от цепи высокого напряжения.

Импульсный трансформатор предназначен для преобразования импульсных сигналов с длительностью импульса до десятков микросекунд с минимальным искажением формы импульса. Основное применение – передача прямоугольного электрического импульса (максимально крутой фронт и срез, относительно постоянная амплитуда). Служит для трансформации кратковременных видеоимпульсов напряжения, обычно периодически повторяющихся с высокой скважностью.

В разделительном трансформаторе первичная обмотка электрически не связана со вторичными обмотками. Силовые разделительные трансформаторы предназначены для повышения безопасности электросетей при случайных одновременных прикасаниях к земле и токоведущим частям или нетоковедущим частям, которые могут оказаться под напряжением в случае повреждения изоляции. Сигнальные разделительные трансформаторы обеспечивают гальваническую развязку электрических цепей.

Пик-трансформатор преобразует напряжение синусоидальной формы в импульсное напряжение с изменяющейся через каждые полпериода полярностью.

Сдвоенный дроссель (встречный индуктивный фильтр) конструктивно является трансформатором с двумя одинаковыми обмотками. Благодаря взаимной индукции катушек он при тех же размерах более эффективен, чем обычный дроссель. Сдвоенные дроссели получили широкое распространение в качестве входных фильтров блоков питания, в дифференциальных сигнальных фильтрах цифровых линий, а также в звуковой технике.

Трансфлюксор – разновидность трансформатора, используемая для хранения информации. Основное отличие от обычного трансформатора – большая величина остаточной намагниченности магнитопровода. Трансфлюксоры могут выполнять роль элементов памяти. Помимо этого, трансфлюксоры часто снабжались дополнительными обмотками, обеспечивающими начальное намагничивание и задающими режимы их работы. Эта особенность позволяла (в сочетании с другими элементами) строить на трансфлюксорах управляемые генераторы, элементы сравнения и искусственные нейроны.

Автотрансформатор

против изолирующего трансформатора | Разделительный трансформатор против автотрансформатора

Преимущества изолирующего трансформатора

• Лучшее качество электроэнергии
• Снижение шума
• Снижает скачки напряжения
• Безопасность

Преимущества автотрансформатора

Меньше
• вторичной обмотки
• и более эффективно
• Простая конструкция
• Меньшая занимаемая площадь при той же мощности в ВА

Разделительный трансформатор — это электрический трансформатор с первичной и вторичной обмотками.Эти обмотки разделены изоляцией. Эта изоляция снижает риск поражения электрическим током при одновременном прикосновении к активным частям и заземлению.

Автотрансформатор — это электрический трансформатор с одной обмоткой. Термин «авто» относится к одной катушке, действующей отдельно, а не к какому-либо автоматическому механизму. В автотрансформаторе части одной и той же обмотки действуют как первичная и вторичная стороны трансформатора.

Работа изолирующего трансформатора

Изолирующий трансформатор предназначен в первую очередь для изоляции цепей.Эти трансформаторы разработаны и изготовлены с учетом емкостной связи между двумя обмотками. Емкость между первичной и вторичной обмотками также будет связывать переменный ток (AC), ток от первичной до вторичной.

Работа автотрансформатора

Основное назначение автотрансформатора — регулировать напряжение в линиях передачи и может использоваться для преобразования напряжений. Имея только одну обмотку, автотрансформатор автоматически регулирует напряжение в зависимости от нагрузки.Эти трансформаторы требуют переменного тока для правильной работы и не будут работать на постоянном токе.

Общие приложения для автотрансформатора

• Повышение мощности в конце длинной линии передачи для компенсации потерь в линии
• Пониженное напряжение стартера асинхронного двигателя
• Для включения управления выходом выпрямителя, многоотводное питание первичной
• Пуск люминесцентного светильника

Общие приложения изолирующего трансформатора

• Компьютеры и периферия
• Медицинское оборудование
• Аппаратура дистанционного управления
• Телекоммуникационное оборудование

Свяжитесь с Badger Magnetics сегодня, чтобы оценить ваши конкретные потребности в трансформаторе, будь то изолирующий трансформатор или автотрансформатор.

Badger Magnetics — ведущий производитель электромагнитных трансформаторов .

Разница между автотрансформатором и обычным трансформатором

Концепции автотрансформаторов и обычных трансформаторов во многом отличаются друг от друга. Самая заметная разница между ними — количество обмоток. С одной стороны, автотрансформатор имеет только одну обмотку, с другой стороны, обычный трансформатор имеет две отдельные обмотки.В автотрансформаторе первичная и вторичная обмотки связаны друг с другом магнитно и электрически.

Также прочтите : Как выбрать надежных производителей автомобильных трансформаторов для промышленности

Вот список различий между автотрансформатором и обычным трансформатором

1. Разница в определениях

Автотрансформатор состоит только из одной обмотки, которая играет роль как первичной, так и вторичной обмотки.Напротив, обычный трансформатор представляет собой статическую машину, которая передает электрическую энергию от одного конца к другому, сохраняя частоту неизменной.

2. Разница по обмоткам

Как упоминалось ранее, в автотрансформаторах первичная и вторичная обмотки связаны друг с другом, тогда как в обычных трансформаторах есть две отдельные обмотки.

3. Разница по изоляции

Первичная и вторичная обмотки в обычном трансформаторе электрически изолированы друг от друга, но в автотрансформаторах первичная и вторичная обмотки электрически не изолированы.

4. Разница по индукции

Поскольку в автотрансформаторе только одна обмотка, в нем используется самоиндукция, что означает, что он индуцирует электромагнитную силу в цепи из-за изменения тока. В отличие от автотрансформаторов, обычные трансформаторы работают по принципу взаимной индукции.

5. Разница в размере

Автотрансформатор меньше обычного трансформатора.

6.Разница по цене и эффективности

Обычный трансформатор дороже автотрансформатора. Но когда дело доходит до эффективности, автомобильные трансформаторы выигрывают. Они сравнительно более эффективны, чем обычные трансформаторы.

7. Разница в передаче мощности

Оба трансформатора используют разные процедуры для передачи электроэнергии от первичной обмотки к вторичной. В автотрансформаторе электрическая мощность передается частично в процессе передачи и частично по постоянному току.Но обычный трансформатор передает электроэнергию с помощью электрического преобразования, что также приводит к потере мощности.

8. Разница по условиям применения

Когда дело доходит до применения, автотрансформаторы играют роль регулятора напряжения в лабораториях, на железнодорожных станциях и в асинхронных двигателях, они используются в качестве статора и т. Д. С другой стороны, применение обычных трансформаторов рассматривается в электросети для повышения и понижения напряжения.

Прочие отличия включают

• Поток утечки и сопротивление автотрансформатора ниже, так как у него только одна обмотка, но у обычного трансформатора они высокие.
• Обычный трансформатор обладает высоким импедансом, а автотрансформатор сравнительно меньшим сопротивлением.
• Выходное напряжение остается постоянным у обычных трансформаторов, тогда как у автотрансформаторов оно меняется.

Несмотря на вышеупомянутые различия, автомобильный трансформатор Canada и обычные трансформаторы также имеют некоторые сходства.Эти сходства включают

• Оба они следуют принципу электромагнитной индукции
• Они оба используют медный провод для изготовления обмоток
• Сердечники автомобильных и обычных трансформаторов изготовлены из стали CRGO

.

• Первичная и вторичная обмотки этих двух типов трансформаторов магнитно связаны друг с другом.

Разница между обычным трансформатором и автотрансформатором

Нормальный трансформатор имеет две обмотки; первичная обмотка и вторичная обмотка.Автотрансформатор — это особый вид автотрансформатора, который имеет общую обмотку первичной и вторичной обмоток.

Принцип действия автотрансформатора такой же, как и у обычного трансформатора. Но конструкция автотрансформатора отличается от обычного трансформатора.

Sr №	Параметр	Двухобмоточный трансформатор	Автотрансформатор
1	с раздельной обмоткой	Первичная и вторичная обмотки разделены.	Часть обмотки является общей между первичной и вторичной обмотками.
2	Подвижный контакт	Без подвижного контакта	Есть подвижный контакт.
3	Тип	Он может работать как повышающий или понижающий.	Может работать как на повышение, так и на понижение.
4	Медь экономичная	Нет	Происходит экономия меди.
5	Возможность получения переменного вторичного напряжения	–	Есть
6	Гальваническая развязка	Да, между первичной и вторичной обмотками есть гальваническая развязка.	Нет гальванической развязки между первичной и вторичной обмотками.
7	Размер	Большой	Малый
8	Стоимость	Высокая	Низкий
9	Потери в обмотке	Высокая	Низкий
10	КПД	Низкий	Высокая
11	Постановление	Плохо	Лучше
12	Приложения	Сетевой трансформатор, электроснабжение, сварка, разделительный трансформатор.	Variac, запуск двигателей переменного тока, диммер стат.
13	Символ
14	Индукция	Взаимная индуктивность	Самоиндукция
15	Материал обмотки	Требуется больше обмоточного материала по сравнению с автотрансформатором	Требуется меньше материалов
16	Поток утечки и сопротивление	Высокая	Низкий
17	Импеданс	Высокая	Меньше
18	Ток возбуждения	Нужен большой ток	Требуется малый ток
19	Выходное напряжение	Константа (если не предусмотрено нарезание резьбы)	Переменная

Преимущества автотрансформатора перед обычным трансформатором

Автотрансформатор

в некоторых отношениях лучше обычного трансформатора. Здесь перечислены некоторые преимущества автотрансформатора перед обычным трансформатором.

• Медь, необходимая для автотрансформатора, намного меньше по сравнению с медью, необходимой для обычного двухобмоточного трансформатора.
• Размер Автотрансформатора невелик. Поэтому стоимость всего устройства меньше по сравнению с обычным трансформатором.
• Требуется меньше меди. Таким образом, потери в обмотке (потери в меди) меньше. Таким образом, потери трансформатора меньше, и это увеличивает эффективность трансформатора.
• Регулировка напряжения автотрансформатора лучше, чем у обычного трансформатора.

Недостатки автотрансформатора

В приведенных ниже списках показаны недостатки автотрансформатора по сравнению с обычным трансформатором.

• Нет гальванической развязки между первичной и вторичной обмотками. Это очень опасно для трансформаторов высокого напряжения.
• По любой причине, если вторичная обмотка закорочена, большой ток будет течь по вторичной обмотке, потому что она обладает низким импедансом.
• Здесь, на одной обмотке, разделенной на две части, если общая часть обмотки (CB) выходит из строя, действие трансформатора теряется и на вторичной обмотке появляется полное первичное напряжение.

893 просмотров всего, сегодня 1 просмотров

Автотрансформатор: что это? (Определение, теория и схема)

Что такое автотрансформатор?

Автотрансформатор (или автотрансформатор ) представляет собой тип электрического трансформатора только с одной обмоткой.Префикс «авто» относится к одиночной катушке, действующей в одиночку (по-гречески «я»), а не к какому-либо автоматическому механизму. Автотрансформатор похож на двухобмоточный трансформатор, но отличается тем, как взаимосвязаны первичная и вторичная обмотки трансформатора.

Теория автотрансформатора

В автотрансформаторе одна обмотка используется как первичная, так и вторичная обмотка. Но в двухобмоточном трансформаторе используются две разные обмотки для первичной и вторичной обмоток.Принципиальная схема автотрансформатора показана ниже.

Обмотка АВ суммарного витка N ₁ считается первичной обмоткой. Эта обмотка отводится от точки ‘C’, а часть BC считается вторичной. Предположим, количество витков между точками ‘B’ и ‘C’ равно N ₂ .

Если V ₁ напряжение приложено к обмотке, т.е. между ‘A’ и ‘C’.

Следовательно, напряжение на участке BC обмотки будет,

Поскольку участок BC обмотки считается вторичным, можно легко понять, что значение константы ‘k’ не что иное, как отношение витков или отношение напряжений. из того автотрансформатора .Когда нагрузка подключается между клеммами вторичной обмотки, то есть между ‘B’ и ‘C’, начинает течь ток нагрузки I ₂ . Ток во вторичной обмотке или общей обмотке — это разница между I ₂ и I ₁ .

Экономия меди в автотрансформаторе

Теперь мы обсудим экономию меди в автотрансформаторе по сравнению с обычным двухобмоточным трансформатором.
Мы знаем, что вес меди любой обмотки зависит от ее длины и площади поперечного сечения.Опять же, длина проводника в обмотке пропорциональна количеству его витков, а площадь поперечного сечения зависит от номинального тока.
Таким образом, вес меди в обмотке прямо пропорционален произведению числа витков и номинального тока обмотки.

Следовательно, вес меди в секции AC пропорционален,

и аналогично вес меди в секции BC пропорционален,

Следовательно, общий вес меди в обмотке автотрансформатора пропорционален,

In Аналогичным образом можно доказать, что вес меди в двухобмоточном трансформаторе пропорционален,

N ₁ I ₁ + N ₂ I ₂ ⇒ 2N ₁ I ₁ (Т. в трансформаторе N ₁ I ₁ = N ₂ I ₂ )
Предположим, W _a и W _tw — это масса меди в автотрансформаторе и двухобмоточном трансформаторе соответственно,

∴ Экономия меди в автотрансформаторе по сравнению с двухобмоточным трансформатором.

В автотрансформаторе используется только одна обмотка на фазу по сравнению с двумя четко отдельными обмотками в обычном трансформаторе.

Преимущества использования автотрансформатора

К преимуществам автотрансформатора относятся:

1. Для коэффициента трансформации = 2 размер автотрансформатора будет примерно 50% от соответствующего размера двухобмоточного трансформатора. Для коэффициента трансформации скажем 20, однако размер будет 95%. Экономия на стоимости материала, конечно, не в той же пропорции. Экономия затрат заметна, когда коэффициент трансформации трансформатора низкий, то есть ниже 2.Таким образом автотрансформатор меньше по размеру и дешевле.
2. Автотрансформатор имеет более высокий КПД, чем двухобмоточный трансформатор. Это связано с меньшими омическими потерями и потерями в сердечнике из-за уменьшения материала трансформатора.
3. Автотрансформатор имеет лучшее регулирование напряжения, поскольку падение напряжения на сопротивлении и реактивном сопротивлении одиночной обмотки меньше.

Недостатки использования автотрансформатора

К недостаткам автотрансформатора относятся:

1. Из-за электрической проводимости первичной и вторичной обмоток цепь с более низким напряжением подвержена влиянию более высокого напряжения.Чтобы избежать пробоя в цепи более низкого напряжения, возникает необходимость спроектировать цепь низкого напряжения, чтобы выдерживать более высокое напряжение.
2. Поток утечки между первичной и вторичной обмотками невелик и, следовательно, низкое сопротивление. Это приводит к более сильным токам короткого замыкания в условиях неисправности.
3. Соединения на первичной и вторичной сторонах обязательно должны быть одинаковыми, за исключением случаев использования взаимосвязанных соединений в звезду. Это вносит сложности из-за изменения первичного и вторичного фазового угла, особенно в случае соединения треугольник / треугольник.
4. Из-за общей нейтрали в автотрансформаторе, подключенном по схеме звезда / звезда, невозможно заземлить нейтраль только с одной стороны. Обе стороны должны иметь нейтралитет либо на земле, либо в изоляции.
5. Сложнее поддерживать электромагнитный баланс обмотки, когда предусмотрены отводы для регулировки напряжения. Следует знать, что наличие ответвлений на автотрансформаторе значительно увеличивает габариты трансформатора. Если диапазон простукивания очень велик, преимущество, полученное в виде первоначальной стоимости, теряется из-за большого события.

Применения автотрансформатора

Применения автотрансформатора включают:

1. Компенсация падений напряжения путем повышения напряжения питания в распределительных системах.
2. Автотрансформаторы с несколькими ответвлениями применяются для пуска асинхронных и синхронных двигателей.
3. Автотрансформатор используется в качестве вариатора в лаборатории или там, где требуется непрерывное изменение в широком диапазоне.

Автотрансформаторы Силовые трансформаторы | Triad Magnetics

Что такое автотрансформатор?

Автотрансформаторы

имеют одну обмотку, намотанную на многослойный сердечник. Они похожи на двухобмоточные трансформаторы, но их различия заключаются во взаимосвязи первичной и вторичной обмоток. Есть две разновидности автотрансформаторов, которые можно различать по конструкции.

• В первом типе трансформатор использует непрерывную обмотку, а ответвления выводятся в удобных местах в зависимости от желаемого вторичного напряжения.
• В другом типе автотрансформатора две или более отдельных катушек электрически соединены и образуют непрерывную обмотку.

Преимущества автотрансформаторов

Автотрансформаторы

обладают рядом преимуществ перед традиционными трансформаторами, в том числе:

• Меньшая стоимость
• Улучшенное положение
• Меньшие потери по сравнению со стандартными трансформаторами того же номинала

Автотрансформаторы также экономят на меди по сравнению с двухобмоточными трансформаторами:

• Вес меди, используемой для трансформаторов, пропорционален длине и площади поперечного сечения проводника
• Длина проводника пропорциональна количеству витков

Недостатки автотрансформаторов

Несмотря на эти преимущества, автотрансформаторы не лишены ограничений. К некоторым отрицательным сторонам автотрансформаторов можно отнести:

• Используется только в ограниченных приложениях, требующих небольшого отклонения выходного напряжения от входного
• Если используется для подачи низкого напряжения от источника высокого напряжения, полное первичное напряжение может попасть на клемму в случае обрыва вторичной обмотки. Это представляет опасность для операторов и оборудования.

Автотрансформаторы силовых трансформаторов Триады

Triad Magnetics предлагает автотрансформаторы в повышающих и понижающих моделях с одной обмоткой.

• В повышающих моделях первичная обмотка составляет только процент от полной обмотки.
• В понижающих моделях вторичная обмотка представляет собой процент от полной обмотки.

Любой из наших трансформаторов может быть преобразован в автотрансформатор путем последовательного соединения всех обмоток друг с другом. Имея на выбор четырнадцать различных силовых трансформаторов автотрансформатора, у нас есть модель, которая наилучшим образом соответствует вашим потребностям. Одна из этих моделей представляет собой универсальную модель с изоляцией / автотрансформатором / контролем напряжения, которая может работать с выходной мощностью 4000 Вт.

Создание собственного автотрансформатора с использованием готовых силовых трансформаторов

Все стандартные трансформаторы Triad могут быть подключены последовательно или параллельно для создания автотрансформатора. Это достигается путем объединения первичной обмотки трансформатора со вторичной обмоткой для создания повышающего или понижающего трансформатора.

Прежде чем переходить к примерам подключения стандартного трансформатора к автотрансформатору, мы должны знать, как должны быть подключены обмотки и почему они должны быть подключены таким образом.На одном конце обмотки будет точка, обозначающая начало обмотки, а на другом конце обмотки будет конец.

Обмотки должны быть соединены по фазе. Фазировка важна, потому что она определяет направление, в котором течет ток. Если обмотки соединены в противофазе, токи от каждой обмотки будут противодействовать друг другу, вызывая короткое замыкание в трансформаторе.

Возьмем эту схему, например:

Каждая обмотка имеет свою пару выводов, для которых указаны выводы разного цвета.Выводы слева представляют первичную обмотку трансформатора, а выводы справа — вторичную обмотку трансформатора. При последовательном соединении первичной и вторичной обмоток трансформатор можно рассматривать как автотрансформатор.

Чтобы соединить обмотки последовательно, БЕЛЫЙ вывод должен быть подсоединен к КРАСНОМУ выводу. В результате будет одна обмотка, причем соединение БЕЛЫЙ / КРАСНЫЙ будет центральным отводом, а выводы ЧЕРНЫЙ и ЖЕЛТЫЙ — полной обмоткой. Последовательное соединение двух обмоток приведет к тому, что общее напряжение на всей обмотке будет суммой напряжений каждой обмотки.

Например, первичная обмотка рассчитана на 115 В переменного тока, а вторичная обмотка рассчитана на 12 В переменного тока. Последовательное соединение двух обмоток приведет к тому, что напряжение всей обмотки составит 127 В переменного тока. При таком подключении трансформатор теряет изоляционные свойства.

Ниже приведен еще один реальный пример изготовления автотрансформатора из 4-обмоточного трансформатора:

Это можно сделать для приложений, в которых требуется трансформатор с входом 277 В переменного тока.На схеме выше представлен VPT48-2080. Этот трансформатор имеет две обмотки на первичной и две обмотки на вторичной. Четыре обмотки можно соединить последовательно, чтобы получить автотрансформатор с выходом 278 В переменного тока.

Это можно сделать, соединив вместе следующие провода: СЕРЫЙ к ФИОЛЕТОВОМУ, КОРИЧНЕВЫЙ к ЧЕРНОМУ и КРАСНЫЙ к ОРАНЖЕВОМУ.

Каждое последовательное соединение накапливает напряжение для каждой обмотки. Последовательное соединение 4 обмоток суммирует напряжения следующим образом: 115 + 115 + 24 + 24 = 278 В переменного тока.

В этом примере мы превратим 4-обмоточный трансформатор в автотрансформатор для приложений, в которых требуется трансформатор с входом 480 В переменного тока. Ниже представлена ​​схема тороидального трансформатора медицинского класса VPM240-1040:

.

4 обмотки можно соединить последовательно для получения автотрансформатора с выходом 480 В переменного тока. Это можно сделать, соединив вместе следующие провода: BLU — BRN , VIO — RED и BLK — YEL .Как и в VPT48-2080, напряжения для каждой обмотки накапливаются следующим образом: 120 + 120 + 120 + 120 = 480 В переменного тока.

В этом последнем примере мы будем использовать ту же схему, что и VPM240-1040. В этом примере первичные обмотки будут подключены параллельно, вторичные обмотки будут подключены параллельно, а две результирующие обмотки будут подключены последовательно. Когда обмотки соединены последовательно, напряжения складываются, и эта сумма представляет собой допустимое напряжение двух обмоток, соединенных проводом. Для обмоток с одинаковым номинальным током допустимая токовая нагрузка удваивается, если они соединены параллельно.

Различные соединения для параллельного и последовательного подключения следующие:

· Параллельные первичные обмотки: BLU — VIO и WHT — BRN, WHT / BRN и BLU / VIO — это полная обмотка, рассчитанная на 120 В переменного тока.

· Параллельные вторичные обмотки: BLK на ORG и RED на YEL, BLK / ORG и RED / YEL — это полная обмотка, рассчитанная на 120 В переменного тока.

· Новые первичные и новые вторичные вторичные цепи: от BLU / VIO до RED / YEL, WHT / BRN и BLK / ORG с полной обмоткой, рассчитанной на 240 В переменного тока.

Выполнение этих подключений удваивает номинальную мощность трансформатора из-за более высоких значений тока и напряжения.Автотрансформатор, сделанный из VPM240-1040, теперь будет иметь входное напряжение 240 В переменного тока и ток 2,08 А. Произведение напряжения и тока составляет 500 ВА, в отличие от 250 ВА в качестве разделительного трансформатора.

Номинальная мощность зависит от разницы между входным и выходным напряжениями. Например, если разница больше, выходная мощность будет ниже, и наоборот.

Меры безопасности

Основным соображением безопасности при создании автотрансформатора из изолирующего трансформатора является потеря изоляции.Изоляция теряется из-за прямого соединения, сделанного при соединении обмоток последовательно или параллельно. Тогда выход трансформатора будет связан с землей, и контакт с соединением может быть опасным или даже фатальным.

При изготовлении автотрансформатора из разделительного трансформатора с несколькими обмотками важно учитывать номинальный ток обмоток. Мы должны помнить о номинальных токах для каждой обмотки, чтобы трансформатор не перегревался чрезмерно или, в некоторых крайних случаях, не расплавлял изоляцию провода магнита, вызывая короткое замыкание.Номинальный ток автотрансформатора должен быть ограничен обмоткой с наименьшим номинальным током.

Трансформаторные решения от Triad Magnetics

Triad Magnetics предлагает клиентам на выбор более 1000 номеров деталей, и мы предлагаем новаторский процесс проектирования, который способствует инновациям и росту. Эти факторы, наряду с производством мирового класса и непоколебимой приверженностью качеству и надежности, делают нас выбором номер один для всех ваших потребностей в трансформаторах.

Хотите узнать больше о трансформаторах от Triad Magnetics? Свяжитесь с нами сегодня или запросите расценки для получения дополнительной информации.

Автотрансформатор — обзор | Темы ScienceDirect

Синфазный трансформатор

В общем, моделирование синфазного трансформатора включает в себя последовательное полное сопротивление или полную проводимость и идеальный автотрансформатор (без потерь в сердечнике), коэффициент трансформации которого равен 1: a _kl .На рис. 3.4 показан этот тип трансформатора, соединяющего шины k и l .

Рис. 3.4. Изображение синфазного трансформатора.

Как видно, p обозначает точку отсчета для коэффициента трансформации. Таким образом, соотношение между величиной напряжения в этой точке и шиной k определяется соотношением a _kl , то есть V _p = a _kl V _к . Поскольку в этом случае нет углового запаздывания между k и p ( θ _k = θ _p ), соотношение между комплексными напряжениями определяется как

(3.12 ) EpEk = VpejθpVkejθk = akl

Из идеальной модели, то есть без учета потерь в трансформаторе, верно следующее соотношение:

(3.13) EkIkl⁎ + EpIlk⁎ = 0EkIkl⁎ = −aklEkIlk⁎ = 0

, следовательно, IklIlk = −IklIlk = −akl.

Выполняя узловой анализ модели трансформатора, показанной на рис. 3.4, в терминах комплексных токов I _kl и I _lk , получаем следующие уравнения:

(3.14) Ikl = aklIpl = akl − IlkIkl = −aklyklEl − Ep = −aklyklEl + aklyklEp

as E _p = E _k a95 k98 9044 иметь это:

(3.15) Ikl = −aklyklEl + akl2yklEk

и

(3.16) Ilk = yklEl − Ep = yklEl − yklEpIlk = yklEl − aklyklEk

. от автобуса k до автобуса l :

(3.17) Skl⁎ = Pkl − jQkl = Ek⁎IklSkl⁎ = Ek⁎ − aklyklEl + akl2yklEkSkl⁎ = Vke − jθk − aklyklVlejθlejθl − jklklθlθklklklθlklklθlklklθlklklθlklklklθklklklθklklklθlklkl + aklVkejθkSkl⁎ = −yklaklVkVle − jθk − θl + yklakl2Vk2

Принимая во внимание θ _kl = θ _k — θ95 — θ95 _{kl = cos θ kl — j sin θ kl и y kl = g kl jb kl , имеем}

(3.18) Skl⁎ = −gkl + jbklaklVkVlcosθkl − jsinθkl + gkl + jbklakl2Vk2

Разделение действительной и мнимой частей уравнения. (3.18), мы получаем уравнения для потоков активной и реактивной мощности:

(3.19) Pkl = gklakl2Vk2 − aklVkVlgklcosθkl − aklVkVlbklsinθklQkl = −bklakl2Vk2 + aklVklθlθklθkl0kl0kl9kl2 от автобуса l до автобуса k :

(3. 20) Slk⁎ = Plk − jQlk = El⁎IlkSlk⁎ = El⁎yklEl − aklyklEkSlk⁎ = Vle − jθlyklVlejθl − aklyklVkejθkSlk⁎ = −yklVlθ000

Если θ _lk = θ _l — θ _k , e ^{— jθ _lk} = cos 7 lk — j sin θ _lk и y _kl = g _kl + jb _kl , мы имеем (

) 3.21) Slk⁎ = gkl + jbklVl2 − aklgkl + jbklVkVlcosθlk − jsinθlk

Разделение действительной и мнимой частей уравнения. (3.21), мы получаем уравнения для активного и реактивного потоков:

(3.22) Plk = gklVl2 − aklVkVlgklcosθlk − aklVkVlbklsinθlkQlk = −bklVl2 + aklVkVlbklcosθlk Трансформаторы 9000θkVlk-9000in Электрические трансформаторы 9000θ1

Определение автотрансформаторов: однообмоточный трансформатор с первичной и вторичной обмотками, соединенными магнитным и электрическим соединением.

До сих пор мы имели дело с трансформаторами, у которых нет электрического соединения между первичной и вторичной обмотками. Единственное соединение было магнитным. С другой стороны, автотрансформаторы имеют электропроводящую связь между первичной и вторичной обмотками.

В автотрансформаторе только одна обмотка. Общая обмотка — это часть первичной и вторичной обмоток.

Все правила для двухобмоточных и многообмоточных трансформаторов применяются к автотрансформаторам.

Понижающие автотрансформаторы

Рисунок 20. Понижающий автотрансформатор

Вы заметите, что на весь трансформатор всего одна обмотка. Часть обмотки перед нагрузкой называется первичной, а часть обмотки, параллельная нагрузке, называется вторичной или общей обмоткой.

Видео оповещение!

В этом видео рассказывается, как работают понижающие трансформаторы. В нем вам покажут, как рассчитать токи, напряжения и мощность обмоток.

Повышающие автотрансформаторы

Рисунок 21. Повышающий автотрансформатор

Повышающий автотрансформатор работает по тем же принципам, что и понижающий трансформатор. Единственное отличие состоит в том, что напряжение на нагрузке будет больше, чем напряжение источника. Все те же правила действуют как понижающий автотрансформатор.

Видео оповещение!

В этом видео рассказывается, как работают повышающие трансформаторы.В нем вам покажут, как рассчитать токи, напряжения и мощность обмоток.

Шаги для решения расчетов автотрансформатора

Выполните следующие действия при выполнении расчетов автотрансформатора:

1. Назначьте полярность — полярность нагрузки определяется тем, какая клемма является наиболее положительной по отношению к другой клемме.
2. Рассчитайте максимальную допустимую нагрузку на обмотку высокого и низкого напряжения.
3. Постройте график тока, протекающего через нагрузку и обмотку последовательной нагрузки.
4. Рассчитайте максимальную нагрузку ВА.
5. Рассчитайте ток в линии на основе ВА нагрузки.
6. Постройте график текущего расхода в соответствии с действующим законом Кирхгофа.

Понижающие / повышающие автотрансформаторы

Рис. 22. Стандартный двухобмоточный трансформатор в качестве автотрансформатора

Одним из определяющих принципов автотрансформатора является то, что он имеет общую магнитную и электрическую цепь. В качестве автотрансформатора можно подключить стандартный двухобмоточный трансформатор. Я знаю, что это похоже на волшебство, но это очень реально.Это очень похоже на то, как мы проверяли полярность аддитивного или вычитающего трансформатора.

От того, как подключены полярности, будет зависеть, является ли трансформатор повышающим или понижающим. В понижающей конфигурации напряжения двух обмоток будут вычитаться друг из друга, чтобы обеспечить напряжение нагрузки. В повышающей конфигурации напряжения двух обмоток складываются друг с другом, чтобы обеспечить напряжение нагрузки.

Видео оповещение!

В этом видео рассказывается, как работает повышающий / понижающий автотрансформатор и как производить расчеты.

Видео

«Понижение автотрансформатора» от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

Видео

Step up Autotransformer от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

Buck boost Видео «Автотрансформаторы» от The Electric Academy находится под лицензией Creative Commons Attribution License.

.