Kako radi autotransformator - kako napraviti

Autotransformator je električni transformator koji se sastoji od samo jednog, kontinuiranog, neizoliranog namota, s ispupčenim stezaljkama na različitim točkama namota. Dio namota između slavina koji odgovaraju mrežnom naizmjeničnom naponu nanosi se na mrežni napon, dok se preostali slavine koriste za dobivanje željenih izlaznih napona, u skladu s njihovim omjerima namotaja.

Ti izlazni naponi mogu se kretati od razina viših od ulaznog napajanja i nižih od ulaznih mrežnih naizmjeničnih struja, ovisno o omjeru okreta namotaja na relevantnim točkama slavine.

Riječ 'auto' nadahnuta je iz grčkog izraza 'self' koji se odnosi na funkcioniranje usamljene zavojnice preko cijelog transformatora, bez uključivanja bilo kakvih automatskih mehanizama.

U autotransformatoru presječeni dijelovi jednog kontinuiranog namota funkcioniraju i kao primarni i kao sekundarni namot transformatora.

Razlika između automatskog transformatora i step-down transformatora

Tipično u bilo kojem standardnom silaznom transformatoru nalazimo dvije potpuno odvojene zavojnice namota u obliku primarnog navoja i sekundarnog namota koje su električno izolirane, ali međusobno magnetski povezane, kako je prikazano u nastavku.

Ovdje omjer namota preko primarnog i sekundarnog odlučuje o količini prijenosa napona i struje između dva namota kroz magnetsku indukciju.

Što znači, ako pretpostavimo da primarni ima 10 puta veći broj zavoja od sekundarnog, tada će 220 V izmjenični napon napajan na primarnom uzrokovati 10 puta silazni niži napon na sekundarnom, jednak 220 V / 10 = 22 V.

Slično tome, ako se na sekundarnu mrežu primijeni 22 V izmjenične struje, na primarnoj strani generirat će se pojačani 220 V.

Suprotno tome, u automatskom transformatoru postoji jedan kontinuirani namot podijeljen u razna odvajanja napona, koji određuju različite razine napona na cijelom namotu, kao što je prikazano dolje.

Sva ta odvoda nisu električki izolirana, ali se mogu magnetno napajati baš kao i naš standardni transformator, omogućujući proporcionalnu količinu napona i struje u dijelovima, ovisno o omjerima namota između otvora.

Kako napraviti autotransformator

Autotransformator se može izraditi koristeći iste izračune kao i za normalni silazni transformator, osim sekundarne strane.

U stvari je izrada autotransformatora puno lakša od standardnog transformatora, jer ovdje možemo eliminirati sekundarni bočni namot i koristiti jedan primarni neprekinut namot od 300 V ili 400 V.

U osnovi, slijedite sve korake objašnjene u sljedećem članku, samo preskočite sekundarne bočne izračune i provedite samo primarne bočne izračune od 220 V.

Detalji namotaja

Upotrijebite 400 V za primarne volte i 1 amp za struju. Jednom namotani, možete pričvrstiti slavine na različite intervale namota za postizanje željenog pojačanog ili silaznog napona.

Prednost i nedostatak automatskog transformatora

U namotu autotransformatora obično imamo najmanje 3 slavine koje su električno završene kao izlazi.

Zbog činjenice da pojedinačni namot funkcionira i kao primarni i kao sekundarni, autotransformatori imaju bolju prednost što su manje veličine, lakše težine i pristupačniji od tipičnih dvonamotanih konvencionalnih silaznih transformatora.

Međutim, nedostatak automatskog transformatora proizlazi iz činjenice da niti jedan od njegovih izlaza namota nije električki izoliran od mreže izmjeničnog napona i može nanijeti smrtonosni šok dodirom u uključenom stanju.

Među ostalim prednostima autotransformatora su njegova smanjena reaktancija propuštanja, smanjeni gubici, niža struja pobude i poboljšana VA vrijednost za bilo koju postojeću dimenziju i skupinu.

Primjena

Dobar primjer primjene automatskog transformatora je pretvarač napona turista, koji putniku omogućuje spajanje 230 V uređaja na opskrbne izvore od 120 V, ili suprotno.

Autotransformator s nekoliko izlaznih slavina mogao bi se koristiti za prilagodbu napona na kraju proširenog distribucijskog kruga kako bi se suprotstavio svakom višku pada napona. Ista situacija mogla bi se automatski kontrolirati putem elektroničkog sklopnog kruga.

To se obično provodi putem AVR-a ili automatskog regulatora napona, koji automatski prebacuje različite slavine autotransformatora kroz releje ili trijake, radi kompenzacije izlaza kao odgovor na promjene u mrežnom naponu.

Kako radi

Kao što je gore spomenuto, autotransformator uključuje samo jedan namot s 2 krajnja terminala.

Može postojati jedan ili više terminala između točaka dodira za dobivanje pojačanih gornjih / donjih napona na točki dodirivanja. U automatskom transformatoru nalazimo da su primarni (ulazni) i sekundarni (izlazni) dio zavojnica zajednički.

Ovaj dio namota koji dijele dva primarna i sekundarna obično je poznat kao 'zajednički odjeljak'.

Dok je dio namota koji se proteže od ovog „zajedničkog dijela“ ili dijela koji nije zajednički primarni i sekundarni obično poznat kao „Serijski odjeljak“.

Primarni (ulazni) opskrbni napon povezan je na dva odgovarajuća terminala, čiji naziv ili specifikacija odgovaraju rasponu ulaznog napajanja.

Sekundarni (izlazni) napon dobiva se iz par terminala ili slavina, jedan određeni terminal među njima je obično zajednički i ulaznom i izlaznom naponskom terminalu.

U autotransformatoru, budući da je cijeli pojedinačni namot ujednačen sa svojim specifikacijama, njegov volti po okretu je također isti na svim točkama dodira. To znači da će napon induciran na svakom od dijelova slavine biti proporcionalan broju okretaja.

Zbog magnetske indukcije preko namota i jezgre, napon i struja proporcionalno će se dodavati ili oduzimati preko namota, ovisno o broju zavoja.

Na primjer, donje točke slavine pokazat će smanjene napone i povećanu struju u odnosu na zajedničku liniju uzemljenja, dok će gornje točke slavine pokazivati ​​veće napone i donju struju u odnosu na zajedničku liniju tla.

Najviši slavina unutar odjeljka serije pokazat će napone veće od ulaznog napona napajanja.

Međutim, prijenos ulazne i izlazne snage bit će isti. Znači, umnožak napona i struje ili V x I uvijek će biti jednak za ulazni i izlazni odjeljak.

Kako izračunati napon i zavoj

Budući da su parametri napon, struja i broj zavoja proporcionalne prirode, formula za izračunavanje ampera, napona i broja zavoja regulirana je jednostavnom univerzalnom formulom danom u nastavku:

N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2

Provjerimo sljedeći primjer. Bitno je imati najmanje dva parametra u ruci, kako biste odredili preostale parametre tijekom izračunavanja automatskog transformatora.

Ovdje imamo broj zavoja i napon za primarnu ili ulaznu stranu autotransformatora, ali ne znamo parametre na izlaznoj strani ili na strani opterećenja.

Pretpostavimo sada da želimo da slavina N7 na izlaznoj strani proizvodi 300 V izmjeničnog toka kroz ulazni izmjenični napon od 220 V. Stoga možemo izračunati na sljedeći jednostavan način:

N1 / N7 = V1 / V7

500 / N7 = 220/300

N7 = 500 x 300/220 = 681 zavoj.

To implicira da će, ako N7 namot ima 681 zavoj, proizvesti potrebnih 300 V, kada se primijeni ulaz od 220 V AC.

Slično tome, ako želimo da namot N2 generira napon, recimo 24 V, tada bi se broj zavoja u ovom dijelu tapkanja mogao izračunati pomoću iste formule:

N1 / N2 = V1 / V2

500 / N2 = 220/24

24 x 500 = 220 x N2

N2 = 500 x 24/220 = 55 zavoja

Kako izračunati trenutnu ocjenu

Za izračunavanje trenutne vrijednosti izlazne strane autotransformatora, također moramo znati trenutnu nazivnu vrijednost bočnog namota 220 V. Recimo da je ovo 2 amp, tada bi se struja na namotu N7 mogla izračunati pomoću sljedeće osnovne formule snage:

V1 x I1 = V7 x I7

220 x 2 = 300 x I7

I7 = 220 x 2/300 = 440/300 = 1,46 ampera.

To pokazuje da je u automatskom transformatoru ili bilo kojoj vrsti transformatora izlazna snaga u idealnom slučaju gotovo jednaka ulaznoj.

Kako pretvoriti redoviti transformator u autotransformator

Kao što je razmatrano u prethodnim paragrafima ovog članka, redoviti transformator uključuje dva odvojena namota koja su električno izolirana, čineći odgovarajuću primarnu i sekundarnu stranu.

Budući da su dvije stranice namotaja električno izolirane, postaje nemoguće generirati prilagođeni pojačani i silazni mrežni napon iz ovih transformatora, za razliku od autotransformatora.

Međutim, uz malu preinaku u jedinici, uobičajeni transformator mogao bi se u dobroj mjeri pretvoriti u autotransformator. Za to jednostavno moramo povezati primarne bočne žice s sekundarnim bočnim žicama u formatu s kako je prikazano na sljedećem dijagramu:

Ovdje pronalazimo obični silazni transformator od 25-0-25 V / 220 V koji se pretvara u zgodan mali autotransformator, jednostavnim spajanjem relevantnih sekundarnih / primarnih žica.

Jednom kad se žice spoje na prikazani način, modificirani autotransformator omogućuje korisniku da stekne pojačanu mrežu 220 + 25 = 245 AC V ili silaznu mrežu od 220 - 25 = 195 AC V izlaza iz relevantnih izlaznih žica.