УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ АВТОТРАНСФОРМАТОРА

Автотрансформатор - это электротехническое устройства, которое позволяет изменять напряжение переменного тока без существенной потери мощности.

В отличие от обычных трансформаторов, имеющих две отдельные обмотки, автотрансформатор имеет только одну обмотку, часть которой используется как первичная, а часть - как вторичная.

Принцип действия автотрансформатора заключается в том, что, протекающий по катушке ток индуцирует в сердечнике электродвижущую силу (ЭДС), величина которой пропорциональна числу витков.

Таким образом, напряжение на выходе будет меньше входного во столько раз, во сколько раз больше число витков катушки L1, чем L2 (рис.1).

Возможно также использование автотрансформатора в качестве повышающего. В этом случае катушка с которой снимается напряжение будет иметь больше витков, чем та, на которою оно подается.

Отличие от трансформатора заключается в том, что здесь две катушки объединены в одну.

Кроме того, в трансформаторах передача и преобразование энергии осуществляется за счет магнитного поля через сердечник (магнитопровод). В автотрансформаторах помимо магнитного поля энергия передается и за счет электрической связи между обмотками.

Автотрансформаторы имеет смысл использовать когда требуется незначительное изменение напряжения.

В этом случае обмотку можно выполнить более тонким проводом, что дает определенную экономию. Кроме того, уменьшается расход материала на изготовление магнитопровода.

Недостатком таких устройств является отсутствие гальванической развязки между первичной и вторичной обмотками. Это сказывается на безопасности эксплуатации, так как даже на понижающей обмотке может присутствовать высокое напряжение.

Это накладывает ограничение на применение автотрансформаторов в силовых сетях, например, при понижении с 6 - 10 кВ до 380 В.

ГДЕ ПРИМЕНЯЕТСЯ АВТОТРАНСФОРМАТОР

Существует несколько областей, где использование автотрансформатора дает значительные преимущества:

Стабилизация напряжения.

Поскольку при использовании нескольких отводов можно быстро менять выходное напряжение, переключаясь между катушками, то можно это делать автоматически.

В стабилизаторе схема управления отслеживает величину сетевого напряжения. При его изменении в соответствии с заданным алгоритмом происходит подключение нужного вывода.

Для коммутации могут использоваться электромагнитные реле или электронные ключи. Второй вариант – более быстродействующий и менее шумный.

Лабораторные исследования.

Автотрансформаторы применяются также в качестве регуляторов напряжения в измерительных и иных лабораториях (рис.2).

В таких конструкциях регулировки напряжения происходит за счет перемещении подвижного контакта по виткам обмотки.

ЛАТР (лабораторный автотрансформатор) состоит из кольцеобразного магнитопровода, на котором размещена обмотки из одного слоя медного провода в лаковой изоляции.

На поверхности обмотки имеется зачищенная от изоляции узкая дорожка, по ней перемещается подвижный контакт с которого снимается регулируемое напряжение.

Используются такие автотрансформаторы в низковольтных цепях небольшой мощности. Регулировки можно осуществлять в пределах от 0 до сетевого напряжения.

Пуск мощных двигателей.

Автотрансформаторы могут использоваться для плавного пуска мощных электродвигателей, что снижает нагрузку на электросеть и увеличивает срок службы двигателя.

Сварочные аппараты.

Применение для регулировки напряжения сварки позволяет изменить силу тока и обеспечить качественное сварное соединение.

Трехфазные цепи.

Наряду с однофазными часто применяются трехфазные автотрансформаторы.

В этом случае фазы обычно соединяют звездой с отдельной нейтральной точкой.

Они также могут работать как на понижение, так и на повышение напряжения в зависимости от отношения числа витков в первичной и вторичной обмотках. Их использование возможно также в высоковольтных электрических сетях.

При этом применение автотрансформаторов улучшает КПД систем, но увеличивает токи короткого замыкания.

В заключение.

Автотрансформаторы - это универсальные устройства, которые нашли широкое применение в разных сферах жизни.

Благодаря своей гибкости и эффективности, они позволяют регулировать напряжение переменного тока и согласовывать его с требованиями различного оборудования.

© 2012-2024 г. Все права защищены.

Представленные на сайте материалы имеют информационный характер и не могут быть использованы в качестве руководящих и нормативных документов