Όπως γνωρίζουμε ότι ένας μετασχηματιστής περιλαμβάνει δύο περιελίξεις και η κύρια λειτουργία αυτών των περιελίξεων είναι να αλλάξει το επίπεδο τάσης στο επιθυμητό επίπεδο. Ο μετασχηματιστής δύο περιελίξεων περιλαμβάνει δύο ξεχωριστά μαγνητικά πηνία χωρίς ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ τους. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσουμε τον μετασχηματιστή που αλλάζει το επίπεδο τάσης μέσω ενός μόνο πηνίου. Δεδομένου ότι το επίπεδο τάσης μπορεί επίσης να μετατραπεί μέσω ένα μόνο πηνίο αποτελεσματικά χρησιμοποιώντας έναν αυτόματο μετασχηματιστή. Έτσι μπορούμε να κατεβάσουμε το επίπεδο τάσης από 400 V έως 200 μέσω ενός μετασχηματιστή πηνίου με κατάλληλες ταινίες. Αυτό το άρθρο ασχολείται με μια επισκόπηση του τι είναι αυτόματος μετασχηματιστής, κατασκευή με εργασία και τις εφαρμογές του.
Τι είναι ο Αυτόματος Μετασχηματιστής;
Ορισμός: ΠΡΟΣ ΤΗΝ μετασχηματιστής που έχει μια μοναδική περιέλιξη είναι γνωστή ως Auto Transformer. Ο όρος «auto» προέρχεται από μια ελληνική λέξη και η έννοια αυτού είναι το single coil λειτουργεί μόνο. Η αρχή λειτουργίας του αυτομετασχηματιστή είναι παρόμοια με έναν μετασχηματιστή με 2 περιέλιξη, αλλά η μόνη διαφορά είναι ότι τα τμήματα της μονής περιέλιξης σε αυτόν τον μετασχηματιστή θα λειτουργήσουν και στις δύο πλευρές των περιελίξεων όπως το πρωτεύον και το δευτερεύον. Σε έναν κανονικό μετασχηματιστή, περιλαμβάνει δύο ξεχωριστές περιελίξεις που δεν συνδέονται μεταξύ τους. Το διάγραμμα αυτόματου μετασχηματιστή φαίνεται παρακάτω.
αυτο-μετασχηματισμός
Οι αυτομετασχηματιστές είναι ελαφρύτεροι, μικρότεροι, φθηνότεροι σε σύγκριση με άλλους μετασχηματιστές, αλλά δεν παρέχουν ηλεκτρική απομόνωση μεταξύ δύο περιελίξεων.
Κατασκευή αυτόματου μετασχηματιστή
Γνωρίζουμε ότι ο μετασχηματιστής περιλαμβάνει δύο περιελίξεις, πρωτεύουσες και δευτερεύουσες, οι οποίες συνδέονται μαγνητικά αλλά μονώνονται ηλεκτρικά. Αλλά στον αυτόματο μετασχηματιστή, χρησιμοποιείται μία μόνο περιέλιξη όπως και οι δύο περιελίξεις
Υπάρχουν δύο τύποι αυτομετασχηματιστών με βάση την κατασκευή. Σε έναν τύπο μετασχηματιστή, υπάρχει συνεχής περιέλιξη με τις βρύσες να βγαίνουν σε βολικά σημεία που καθορίζονται από την επιθυμητή δευτερεύουσα τάση. Ωστόσο, σε έναν άλλο τύπο αυτόματου μετασχηματιστή, υπάρχουν δύο ή περισσότερα διακριτά πηνία που συνδέονται ηλεκτρικά για να σχηματίσουν μια συνεχή περιέλιξη. Η κατασκευή του Autotransformer φαίνεται στο παρακάτω σχήμα.
αυτο-μετασχηματιστής-κατασκευή
Το πρωτεύον τύλιγμα AB από το οποίο λαμβάνεται ένα πάτημα στο «C», έτσι ώστε το CB να λειτουργεί ως δευτερεύουσα περιέλιξη. Η τάση τροφοδοσίας εφαρμόζεται σε όλη την ΑΒ και το φορτίο συνδέεται σε όλη την ΚΒ. Εδώ, το πάτημα μπορεί να είναι σταθερό ή μεταβλητό. Όταν μια τάση εναλλασσόμενου ρεύματος V1 εφαρμόζεται σε όλη την ΑΒ, δημιουργείται μια εναλλακτική ροή στον πυρήνα, με αποτέλεσμα, ένα emf Ε1 προκαλείται στο τύλιγμα ΑΒ. Ένα μέρος αυτού του επαγόμενου emf λαμβάνεται στο δευτερεύον κύκλωμα.
Στο παραπάνω διάγραμμα, η περιέλιξη αντιπροσωπεύεται ως «ΑΒ» ενώ οι συνολικές στροφές «Ν1» θεωρείται ως η κύρια περιέλιξη. Στην παραπάνω περιέλιξη, από το σημείο «C» είναι πατημένο, καθώς και η ενότητα «BC» μπορεί να θεωρηθεί ως δευτερεύουσα περιέλιξη. Ας υποθέσουμε ότι ο αριθμός στροφών μεταξύ των σημείων B&C είναι «N2». Εάν η τάση «V1» εφαρμόζεται στο εναλλασσόμενο AC, τότε η τάση για κάθε στροφή εντός της περιέλιξης θα είναι V1 / N1.
Επομένως, η τάση στο τμήμα BC της περιέλιξης θα είναι (V1 / N1) * N2
Από την παραπάνω κατασκευή, η τάση για αυτό το τύλιγμα BC είναι «V2»
Επομένως (V1 / N1) * N2 = V2
V2 / V1 = N2 / N1 = Κ
Όταν το τμήμα BC στο τύλιγμα AB μπορεί να θεωρηθεί δευτερεύον. Έτσι, το «K» είναι η σταθερή τιμή, δεν είναι παρά η αναλογία τάσης ή στροφών στον μετασχηματιστή.
Όποτε το φορτίο συνδέεται μεταξύ των ακροδεκτών BC, τότε το ρεύμα φορτίου όπως «I2» θα αρχίσει να ρέει. Η ροή ρεύματος στη δευτερεύουσα περιέλιξη θα είναι η κύρια διαφορά των ρευμάτων «I1 & I2».
Εξοικονόμηση χαλκού
Στον αυτόματο μετασχηματιστή, μπορεί να συζητηθεί η εξοικονόμηση χαλκού σε σύγκριση με τους συμβατικούς δύο μετασχηματιστές περιέλιξης. Στην παραπάνω περιέλιξη, το βάρος του χαλκού εξαρτάται κυρίως από το μήκος του καθώς και από την περιοχή διατομής.
Και πάλι το μήκος του αγωγού μέσα στην περιέλιξη μπορεί να είναι ανάλογο με το όχι. στροφών, καθώς και αλλαγές διατομής με το ονομαστικό ρεύμα. Έτσι, το βάρος του χαλκού εντός της περιέλιξης μπορεί να είναι άμεσα ανάλογο με το προϊόν του αριθ. στροφών και ονομαστικό ρεύμα της περιέλιξης.
Έτσι, το βάρος χαλκού εντός του τμήματος AC είναι ανάλογο με το I1 (N1-N2). Παρομοίως, το βάρος χαλκού εντός του τμήματος BC είναι ανάλογο με το N2 (I2-I1).
Επομένως, ολόκληρο το βάρος χαλκού εντός της περιέλιξης αυτού του μετασχηματιστή είναι ανάλογο με,
= I1 (N1-N2) + N2 (I2-I1)
= I1N1-I1N2 + I2N2-N2I1
= I1N1 + I2N2-2I1N2
Ξέρουμε ότι N1I1 = N2I2
= I1N1 + I1N1-2I1N2
= 2I1N1-2I1N2 = 2 (I1N1-I1N2)
Με αυτόν τον τρόπο, αποδεικνύεται, τότε το βάρος του χαλκού σε δύο μετασχηματιστές περιέλιξης μπορεί να είναι ανάλογο με το N1I1-N2I2
Επειδή σε μετασχηματιστή, N1I1 = N2I2
2N1I1 (Δεδομένου ότι σε μετασχηματιστή N1I1 = N2I2)
Στον αυτόματο μετασχηματιστή, ας υποθέσουμε ότι τα βάρη χαλκού όπως Wa & Wtw καθώς και δύο περιελίξεις αντίστοιχα,
Ετσι, Wa / Wtw = 2 (N1I1-N2I1) / 2N1I1
= N1I1-N2I1 / 2N1I1 = 1-N2I1 / N1I1
= 1-N2 / N1 = 1-Κ
Επομένως, Wa = Wtw (1-K) = Wtw-k Wtw
Έτσι, η εξοικονόμηση χαλκού εντός του μετασχηματιστή όταν αξιολογήσαμε με δύο μετασχηματιστές περιέλιξης είναι
Wtw- Wa = k Wtw
Αυτός ο μετασχηματιστής χρησιμοποιεί απλά απλή περιέλιξη για κάθε φάση έναντι δύο ιδιαίτερα ξεχωριστών περιελίξεων εντός ενός συμβατικού μετασχηματιστή.
Πλεονεκτήματα του αυτόματου μετασχηματιστή
Τα πλεονεκτήματα είναι
- Χρησιμοποιεί μονή περιέλιξη, οπότε αυτές είναι μικρότερες και οικονομικά αποδοτικές.
- Αυτοί οι μετασχηματιστές είναι πιο αποτελεσματικοί
- Χρειάζεται λιγότερα ρεύματα διέγερσης για σύγκριση με τους συμβατικούς μετασχηματιστές τύπου.
- Σε αυτούς τους μετασχηματιστές, η τάση μπορεί να αλλάξει εύκολα και ομαλά
- Βελτιωμένη ρύθμιση
- Λιγότερες απώλειες
- Χρειάζεται λιγότερο χαλκό
- Η απόδοση είναι υψηλή λόγω των χαμηλών απωλειών σε ωμικά και πυρήνα. Αυτές οι απώλειες θα συμβούν λόγω της μείωσης του υλικού του μετασχηματιστή.
Μειονεκτήματα του αυτόματου μετασχηματιστή
Τα μειονεκτήματα είναι
- Σε αυτόν τον μετασχηματιστή, η δευτερεύουσα περιέλιξη δεν μπορεί να μονωθεί από τον πρωτεύοντα.
- Εφαρμόζεται σε περιορισμένες περιοχές όπου απαιτείται μικρή διαφορά στην τάση o / p από την τάση i / p.
- Αυτός ο μετασχηματιστής δεν χρησιμοποιείται για διασυνδεόμενα συστήματα όπως υψηλή και χαμηλή τάση.
- Η ροή διαρροής είναι μικρή μεταξύ των δύο περιελίξεων, οπότε η αντίσταση θα είναι κάτω.
- Εάν η περιέλιξη του μετασχηματιστή σπάσει, ο μετασχηματιστής δεν θα λειτουργήσει, τότε η πλήρης κύρια τάση εμφανίζεται σε όλο το o / p.
- Μπορεί να είναι επικίνδυνο για το φορτίο, ενώ χρησιμοποιούμε έναν αυτόματο μετασχηματιστή όπως ένας μετασχηματιστής step-down. Έτσι, αυτός ο μετασχηματιστής χρησιμοποιείται μόνο για μικρές αλλαγές στην τάση o / p.
Εφαρμογές του αυτόματου μετασχηματιστή
Οι εφαρμογές είναι
- Αυξάνει την πτώση τάσης για το καλώδιο διανομής
- Χρησιμοποιείται ως ρυθμιστής τάσης
- Χρησιμοποιείται στον ήχο, τη διανομή, μετάδοση ισχύος και σιδηροδρόμων
- Για την εκκίνηση του αυτόματου μετασχηματιστή με αρκετές ρυθμίσεις κινητήρες όπως επαγωγή καθώς και σύγχρονη.
- Χρησιμοποιείται σε εργαστήρια για συνεχή λήψη ποικίλης τάσης.
- Χρησιμοποιείται σαν ρύθμιση μετασχηματιστών στο σταθεροποιητές τάσης .
- Αυξάνει την τάση στους τροφοδότες AC
- Εφαρμόζεται σε κέντρα δοκιμών ηλεκτρονικών όπου απαιτούνται συχνά μεταβαλλόμενες τάσεις.
- Χρησιμοποιείται όταν απαιτούνται υψηλές τάσεις όπως ενισχυτές ή ενισχυτές
- Χρησιμοποιείται σε συσκευές ήχου όπως ηχεία για να ταιριάζει με τη σύνθετη αντίσταση καθώς και για τη ρύθμιση της συσκευής για παροχή συνεχούς τάσης.
- Χρησιμοποιείται σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας όπου η τάση πρέπει να κατεβεί και να ανεβεί για να ισούται με την τάση στο άκρο λήψης που είναι απαραίτητη για τη συσκευή.
Συχνές ερωτήσεις
1). Ποια είναι η λειτουργία του αυτομετασχηματιστή;
Αυτός ο μετασχηματιστής χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της τάσης στη γραμμή μετάδοσης και επίσης αλλάζει τις τάσεις όταν το σιτηρέσιο του πρωτογενούς προς το δευτερεύον πλησιάζει στην ενότητα.
2). Γιατί ο αυτομετασχηματιστής δεν χρησιμοποιείται ως μετασχηματιστής διανομής;
Επειδή δεν δίνει ηλεκτρικό απομόνωση ανάμεσα στις περιελίξεις του όπως κάνει ένας κανονικός μετασχηματιστής.
3). Ποιος είναι ο ρόλος ενός αυτομετασχηματιστή στον υποσταθμό;
Το Autotransformer χρησιμοποιείται συχνά στο υποσταθμοί για αύξηση ή μείωση της τάσης όπου ο λόγος υψηλής τάσης προς χαμηλή τάση είναι μικρός.
Επομένως, αυτό είναι όλο μια επισκόπηση ενός αυτομετασχηματιστή , κατασκευή, εργασία, πλεονεκτήματα, μειονεκτήματα και εφαρμογές. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, ποια είναι η κύρια διαφορά μεταξύ του αυτομετασχηματιστή και του μετασχηματιστή ισχύος;
