Autotransformatori — ierīce, principi, priekšrocības un trūkumi
Autotransformatoru mērķis, ierīce un darbības princips
Dažos gadījumos ir nepieciešams mainīt spriegumu nelielā diapazonā. Vienkāršākais veids, kā to izdarīt, nav dubulto tinumu transformatoriun atsevišķi tinumi, ko sauc par autotransformatoriem. Ja transformācijas koeficients nedaudz atšķiras no vienotības, tad atšķirība starp strāvu lielumu primārajā un sekundārajā tinumā būs maza. Kas notiks, ja apvienosit abas spoles? Jūs saņemsiet autotransformatora shēmu (1. att.).
Autotransformatori tiek klasificēti kā īpašam nolūkam dibināti transformatori. Autotransformatori atšķiras no transformatoriem ar to, ka to zemsprieguma tinums ir daļa no augstāka sprieguma tinuma, tas ir, šo tinumu ķēdēm ir ne tikai magnētisks, bet arī galvaniskais savienojums.
Atkarībā no autotransformatora tinumu iekļaušanas var rasties sprieguma palielināšanās vai samazināšanās.
Rīsi.1 Vienfāzes autotransformatoru shēmas: a-soli uz leju, b-pakāpe-up.
Ja punktiem A un X pievienojat maiņstrāvas avotu, tad kodolā parādīsies mainīga magnētiskā plūsma. Katrā spoles pagriezienā tiks inducēts tāda paša lieluma EML. Acīmredzot starp punktiem a un X būs EML, kas vienāds ar EML, kas ir vienāds ar EML, kas reizināts ar pagriezienu skaitu, kas noslēgti starp punktiem a un X.
Ja spolei punktos a un X pievieno jebkuru slodzi, tad sekundārā strāva I2 izies cauri daļai spoles un atrodas starp punktiem a un X. Bet tā kā primārā strāva iet caur tiem pašiem pagriezieniem I1, tad abas strāvas pievienosies ģeometriski un pa posmu aX plūdīs ļoti mazs strāvas daudzums, ko nosaka šo strāvu starpība. Tas ļauj no maza izmēra stieples nogriezt daļu tinuma, lai taupītu varu. Ja ņemam vērā, ka šī sadaļa veido lielāko daļu no visiem pagriezieniem, tad vara ekonomika ir ļoti jūtama.
Līdz ar to vēlams izmantot autotransformatorus, lai nedaudz samazinātu vai palielinātu spriegumu, kad tinuma daļā ir iestatīta samazināta strāva, kas ir kopīga abām autotransformatora ķēdēm, kas ļauj iztikt ar plānāku vadu un ietaupīt krāsaino metālu. metāli. Tajā pašā laikā samazinās tērauda patēriņš magnētiskās ķēdes ražošanai, kuras šķērsgriezums ir mazāks nekā transformatoram.
Elektromagnētiskās enerģijas pārveidotājos - transformatoros - enerģijas pārnesi no vienas spoles uz otru veic magnētiskais lauks, kura enerģija ir koncentrēta magnētiskajā ķēdē.Autotransformatoros enerģija tiek pārraidīta gan caur magnētisko lauku, gan caur elektrisko savienojumu starp primāro un sekundāro tinumu.
Transformators un autotransformators
Autotransformatori veiksmīgi konkurē ar divu tinumu transformatoriem, ja to transformācijas koeficients nedaudz atšķiras no vienotības un ir lielāks par 1,5 — 2. Ja transformācijas koeficients ir virs 3, autotransformatori nav attaisnojami.
Strukturāli autotransformatori praktiski neatšķiras no transformatoriem. Uz magnētiskās ķēdes serdeņiem ir divas spoles. Vadi tiek ņemti no diviem tinumiem un kopēja punkta.Lielākā daļa autotransformatoru detaļu strukturāli neatšķiras no transformatora daļām.
Laboratorijas autotransformatori (LATR)
Autotransformatori tiek izmantoti arī zemsprieguma tīklos kā mazjaudas laboratorijas sprieguma regulatori (LATR). Šādos autotransformatoros sprieguma regulēšanu veic, pārvietojot bīdāmo kontaktu pa tinuma pagriezieniem.
Laboratoriski vadāmi vienfāzes autotransformatori sastāv no gredzenveida feromagnētiskas magnētiskās ķēdes, kas ietīta ar vienu izolētas vara stieples slāni (2. att.).
No šī tinuma tiek izgatavoti vairāki konstanti krāni, kas ļauj šīs ierīces izmantot kā pazeminošus vai paaugstinošus autotransformatorus ar noteiktu nemainīgu transformācijas koeficientu. Turklāt uz spoles virsmas, kas attīrīta no izolācijas, ir šaurs ceļš, pa kuru pārvietojas birstes vai veltņa kontakts, lai iegūtu nepārtraukti regulējamu sekundāro spriegumu no nulles līdz 250 V.
Kad blakus pagriezieni ir slēgti LATR, pagriezienu aizvēršanās nenotiek, jo līnijas un slodzes strāvas kombinētajā autotransformatora tinumā ir tuvu viena otrai un pretējos virzienos.
Laboratorijas autotransformatori tiek ražoti ar nominālo jaudu 0,5; 1; 2; 5; 7,5 kVA.
Laboratoriski vadāma vienfāzes autotransformatora shēma
Laboratorijas autotransformators (LATR)
Trīsfāzu autotransformatori
Kopā ar vienfāzes divu tinumu autotransformatoriem bieži tiek izmantoti trīsfāzu divu tinumu un trīsfāzu trīs tinumu autotransformatori.
Trīsfāzu autotransformatoros fāzes parasti savieno zvaigznītē ar smailu neitrālu punktu (3. att.). Ja nepieciešams samazināt spriegumu, elektriskā enerģija tiek piegādāta spailēm A, B, C un izņemta no spailēm a, b, s un, palielinoties spriegumam, otrādi. Tos izmanto kā sprieguma samazināšanas ierīces, iedarbinot jaudīgus motorus, kā arī pakāpeniska spailes sprieguma regulēšana. sildelementi elektriskās krāsnis.
Rīsi. 3. Trīsfāzu autotransformatora shēma ar tinumu fāžu zvaigznes savienojumu ar noņemtu neitrālo punktu
Augstsprieguma elektrotīklos tiek izmantoti arī trīsfāzu augstsprieguma transformatori ar trīs tinumiem.
Trīsfāzu autotransformatori, kā likums, augstāka sprieguma pusē ir savienoti zvaigznē ar neitrālu vadu. Zvaigznes savienojums nodrošina sprieguma kritumu, kuram ir paredzēta autotransformatora izolācija.
Autotransformatoru izmantošana uzlabo energosistēmu efektivitāti, samazina enerģijas pārvades izmaksas, bet noved pie īsslēguma strāvu palielināšanās.
Autotransformatoru trūkumi
Autotransformatora trūkums ir nepieciešamība izolēt divus tinumus augstākam spriegumam, jo tinumi ir elektriski savienoti.
Būtisks autotransformatoru trūkums ir galvaniskais savienojums starp primāro un sekundāro ķēdi, kas neļauj tos izmantot kā padeves 6-10 kV tīklos, kad spriegums nokrītas līdz 0,38 kV, jo iekārtai, uz kuras tiek piegādāts 380 V spriegums. cilvēki strādā.
Bojājumu gadījumā, ko izraisa elektriskais savienojums starp autotransformatora tinumiem, zemākajam tinumam var pielikt augstāku spriegumu. Šajā gadījumā visas ekspluatācijas instalācijas daļas tiks savienotas ar augstsprieguma daļu, kas nav pieļaujams apkopes drošības un pieslēgtās elektroiekārtas vadošo daļu izolācijas pārrāvuma dēļ.
Augstsprieguma autotransformatori