Popis
1. Základné charakteristiky autotransformátorov
V porovnaní s bežnými transformátormi s dvojitým vinutím (izolačné transformátory) je zásadný rozdiel autotransformátorov v zapojení obvodu:
- Obyčajný transformátor: Primárne a sekundárne vinutie sú úplne elektricky izolované a energia sa prenáša magnetickou väzbou.
- Autotransformátor: Primárne a sekundárne vinutie sú elektricky prepojené, pričom časť energie sa prenáša cez magnetickú väzbu a ďalšia časť je vedená priamo cez obvod.
Výhody:
Nízka cena, malá veľkosť, vysoká účinnosť: Autotransformátor používa pri rovnakej kapacite menej medeného drôtu a plechov z kremíkovej ocele, čím šetrí materiály, robí ho ľahším a vo všeobecnosti dosahuje vyššiu účinnosť.
Lepšia regulácia napätia: Vďaka nižšej impedancii sú výkyvy napätia pri zmenách záťaže menšie.
Nevýhody:
Nedostatok elektrickej izolácie: Toto je najväčšie bezpečnostné riziko. Keďže vstup a výstup sú priamo zapojené do obvodu, ak je spoločná svorka nesprávne zapojená, výstup môže prenášať vysoké napätie zo vstupnej strany, čo je mimoriadne nebezpečné.
Vyšší skratový-prúd: Nižšia impedancia vedie k vyššiemu poruchovému prúdu v prípade skratu.
Významný vplyv porúch vinutia: Ak zlyhá zdieľaná časť vinutia, ovplyvní to súčasne primárny aj sekundárny okruh.
2. Typy autotransformátorov
(1) Klasifikácia podľa funkcie a aplikácie (najbežnejšie)
Toto je najpraktickejšia klasifikačná metóda, ktorá priamo súvisí s jej použitím.
Napäťový{0}}štartér (štartér s autotransformátorom)
Popis: Toto je jedno z najklasickejších štartovacích zariadení pre troj{0}}fázové asynchrónne motory na striedavý prúd. Aplikuje znížené napätie na vinutie statora motora počas spúšťania prostredníctvom autotransformátora, aby sa znížil štartovací prúd (zvyčajne ho možno znížiť na 1/4 až 1/3 plného-napäťového štartovacieho prúdu). Keď sa otáčky motora priblížia k menovitým otáčkam, prepínač ich zmení na-úplné napätie.
Vlastnosti: Zvyčajne má viacero napäťových odbočiek (napríklad 65%, 80% odbočiek), z ktorých si môžete vybrať na vyváženie štartovacieho momentu a štartovacieho prúdu.
Regulátor napätia (nastaviteľný autotransformátor)
Popis: Toto je jednofázový alebo trojfázový autotransformátor so sekundárnym vinutím, ktorý má posuvný kontakt (uhlíková kefa) poháňaný ručným kolesom alebo servomotorom. Otáčaním ručného kolieska je možné plynulo a plynule regulovať výstupné napätie. Veľmi časté v laboratóriách.
Vlastnosti: Výstupné napätie je možné nastaviť od 0V do mierne nad vstupné napätie (napr. 0-250V alebo 0-430V).
Bežné formy: Kruhové jadro (pre malý výkon) alebo štvorcové jadro (pre väčší výkon).
Výkonový autotransformátor
Popis: Používa sa vo vysokonapäťových{0}}elektrických systémoch na prepojenie sietí s podobnými napäťovými úrovňami, ako je napríklad pripojenie sietí 110 kV a 220 kV alebo sietí 220 kV a 500 kV.
Vlastnosti: Extrémne vysoká kapacita (až stovky tisíc kVA), kľúčové zariadenie v napájacom systéme. Jeho transformačný pomer je zvyčajne blízko 1:2, čo ponúka významné ekonomické výhody v tejto aplikácii.
Trakčný transformátor striedavého prúdu
Popis: Používa sa v elektrifikovaných železniciach (napr. vysokorýchlostné-železnice). Jedno vinutie sa pripája k trolejovému vedeniu (vysoké napätie) a druhé sa pripája k koľaji a zemi, čím poskytuje lokomotíve rôzne úrovne napätia.
(2) Klasifikácia podľa fáz
Jednofázový{0}}autotransformátor: Používa sa v situáciách s jednofázovým napájaním, ako sú napríklad laboratórne regulátory napätia, stabilizátory pre domácnosť atď.
Trojfázový{0}}autotransformátor: Používa sa v trojfázových{1}}systémoch napájania. Môžu to byť tri jednofázové -kombinované transformátory alebo jedna trojfázová štruktúra jadra. Široko používaný v energetických systémoch a spúšťaní priemyselných motorov.
(3) Klasifikácia podľa štruktúry vinutia
Autotransformátor s jedným vinutím{0}: Najbežnejší typ s iba jedným vinutím, ktoré má kohútiky.
Autotransformátor s dvojitým vinutím: V podstate založený na bežnom transformátore s dvojitým vinutím-s primárnym a sekundárnym vinutím zapojeným do série, čo umožňuje špecifické transformácie napätia a spôsoby uzemnenia. Bežne používané v energetických systémoch.
(4) Klasifikácia metódou chladenia
Autotransformátor suchého -typu: Chladený vzduchom, bežne používaný v interiéri, v laboratóriách alebo tam, kde sa vyžaduje protipožiarna ochrana.
Olejový-autotransformátor: Vinutia sú ponorené do izolačného oleja, ktorý zabezpečuje chladenie a izoláciu. Vysoká kapacita, používaná hlavne vo vonkajších energetických systémoch.
3.Aplikácie autotransformátorov
(1) Priemyselná oblasť:
- Spustenie zníženia napätia motora: Používa sa na spustenie veľkých ventilátorov, čerpadiel, kompresorov atď., aby sa zabránilo nadmernému vplyvu na elektrickú sieť. Toto je jedna z jeho najklasickejších a najpoužívanejších aplikácií.
- Regulácia napätia: Používa sa v továrenských dielňach na miestne nastavenie prevádzkového napätia zariadení, čím sa zabezpečí, že zariadenia budú pracovať pri optimálnom napätí.
(2) Systém napájania:
- Prepojenie siete: Funguje ako spojovací transformátor, ktorý spája dve prenosové siete s podobnými napäťovými úrovňami (napríklad 132 kV/275 kV) pre efektívny prenos a distribúciu energie.
- Systémové uzemnenie: Poskytuje neutrálny bod uzemnenia.
(3) Laboratórium a testovacia oblasť:
- Nastaviteľný AC zdroj: Poskytuje plynule nastaviteľné napätie pre experimentálne obvody, štandardné vybavenie v elektronických a elektrických laboratóriách.
- Testovanie zariadení: Používa sa na dielektrické testovanie elektrických zariadení alebo testovanie výkonu pri rôznych napätiach.
(4) Domácnosť a obchod:
- Stabilizátor striedavého napätia: Mnoho stabilizátorov pre domácnosť používa vo vnútri autotransformátory (zvyčajne napojené a automaticky spínané cez relé), aby sa vyrovnali s nestabilným sieťovým napätím.
- Zvukové vybavenie: Používa sa na prispôsobenie napätia v niektorých špičkových{0}} audio systémoch.
(5) Železničná doprava:
Elektrifikovaný železničný napájací systém: Poskytuje potrebný trakčný výkon pre vysokorýchlostné vlaky-.
