ГлавнаяТрансформаторВ чем принципиальное отличие трансформатора от автотрансформатора
Чем отличается трансформатор от автотрансформатора? В чем принципиальное отличие трансформатора от автотрансформатора
Трансформаторы и автотрансформаторы: определения и отличия
Работа электрооборудования обеспечивается системой повышающих, понижающих трансформаторов. Приборы «отличаются» рядом характеристик. Бытовые агрегаты рассчитаны на напряжение 110 или 220В, а бытовые – на 380В. Некоторые из представленных устройств снижают или повышают напряжение, другие передают электричество постепенно от подстанции потребителям.
Подобные действия совершают «трансформаторы и автотрансформаторы». Агрегаты характеризуются некоторыми отличиями. Однако подобные аппараты предназначены для поддержания требуемого уровня напряжения в сети. Чтобы научиться правильно, безопасно применять подобное оборудование, нужно рассмотреть их главные отличия.
Основное определение
Чтобы понимать, «чем принципиально отличаются трансформатор и автотрансформатор», нужно рассмотреть их определение.
Трансформатор – электромагнитный прибор статического типа, преобразующий электрический ток переменного значения с определенным показателем напряжения в электроэнергию другого уровня. Прибор способен повышать или понижать этот показатель. Система способна преобразовывать частоту и количество фаз электрического тока. Также рекомендуем ознакомиться с конструкцией и принципами работы трансформатора.
Оборудование включает несколько обмоток. Контуры находятся на сердечнике из специального сплава. Первичная катушка подключается к сети переменного типа. Вторичная катушка или все остальные обмотки соединены с установкой, потребляющей исходящее электричество.
Основным принципом работы прибора является закон Фарадея. При перемещении через обмотку магнитного потока определяется некоторая электродвижущая сила.
При необходимости менять параметры незначительно, разрешается применять «автотрансформатор». Этот агрегат представляет собой систему с двумя обмотками, объединенными в одну катушку. Это обеспечивает возникновение электромагнитной, электрической связи. Подробнее о автотрансформаторе мы писали здесь.
Основные отличия
Существует всего 5 основных отличий трансформатора и автотрансформатора. Их можно кратко перечислить:
В первую очередь оба этих агрегата отличаются «тем», что у них присутствует разное количество обмоток.
Надежность и безопасность автотрансформатора уступает обычному трансформатору.
Автотрансформаторы стоят дешевле.
Трансформатор имеет меньший уровень КПД.
Габариты автотрансформатора меньше.
У трансформаторов, отличающихся количеством обмоток, есть две катушки и более. Второй тип агрегатов обладает одной совмещенной катушкой. Она имеет минимум три выхода для подключения к различным коммуникациям и получения на выходе различных показателей сети.
Автотрансформаторы применяются в сетях с напряжением от 150 кВ и более. Они компактные, удобные и стоят значительно дешевле. Их главным преимуществом является высокий уровень КПД. Однако существенным недостатком является отсутствие между обмотками изоляционного материала. Это понижает безопасность представленных приборов при его эксплуатации и обслуживании. Для промышленных сетей это не столь важно, но для бытового применения подобный факт является существенным недостатком.
Если применять этот прибор в бытовых сетях, при возникновении аварийной ситуации электричество может быть приложено из первичной обмотки к низшему напряжению. Это происходит из-за пробоя изоляции частей, проводящих электричество. Части агрегата будут соединены с высоковольтными частями. Поэтому для бытовых нужд применяют трансформаторы, а в промышленности – автотрансформаторы.
Рассмотрев основные отличия автотрансформаторов и трансформаторов, каждый пользователь сможет правильно применять подобное оборудование в своих целях.
protransformatory.ru
Чем отличается трансформатор от автотрансформатор: назначение и преимущества
Трансформаторы являются довольно разнообразной группой оборудования, имеющей существенные внутренние различия по назначению и конструктивным особенностям. Кроме того, работа различного оборудования требует различного напряжения. Существуют средние значения. Которые учитываются при составлении технического допуска на подключение. Например, домашние бытовые приборы рассчитаны на 220, а то и на 110 В. А вот оборудование промышленного типа использует 380 В. Для них предусмотрены свои варианты, более легкие и недорогие. Но прежде чем решиться на использование, следует знать в чем разница между трансформатором и автотрансформатором.
Содержание
Для чего снижают напряжение?
Передача электроэнергии на дальние расстояния требует высоких показателей напряжения, в противном случае потери при транспортировке энергии сделают процесс нерентабельным. Но, чтобы использовать электроэнергию в промышленных и, тем более, бытовых целях, требуется ее снижение. Делается это постепенно, благодаря системе трансформаторов, а также их более мобильных аналогов — автотрансформаторов.
Несмотря на то, что все приборы такого типа призваны преобразовать исходное напряжение до желаемого, трансформаторы можно разделить на два типа. Первые — повышающие — увеличивают напряжение, поддерживая его на достаточном уровне для продолжения транспортировки или для использования в промышленных целях. Вторые — понижающие — напротив, снижают напряжение, позволяя использовать энергию в бытовых целях.
Что представляют собой оба устройства? ↑
Любой трансформатор — это прибор статического типа, который преобразует переменный ток, частоту, а также число фаз. Это устройство включает в себя две или больше обмоток, которые наматываются на один для всех сердечник из стали. Одна из обмоток обязательно должна быть подключена к источнику переменного тока. Остальные могут быть соединены с конечными потребителями. В результате между ними наблюдается как электромагнитная, так и электрическая связи. Дополнительно обмотка автотрансформатора оснащена тремя и более выводами, то есть имеется возможность подключаться к разным выводам и, соответственно, получать разные значения напряжения.
В основе принципа работы лежит небезызвестная электромагнитная индукция. Проще говоря, меняющийся при прохождении через обмотку магнитный поток образует в ней электродвижущую силу.
Такой тип трансформаторов прекрасно подходит для смены напряжения в сравнительно малом диапазоне.
В чем отличия трансформатора от автоварианта? ↑
Разница между трансформатором и автотрансформатором — это число обмоток. Больше - у трансформаторов, автотрансформаторы имеют всего один экземпляр.
Очевидные плюсы автовариантов обнаруживаются при применении в сетях с уровнем напряжения от 150 кВ и более. Эти приборы дешевле, да и потери в обмотках у них на порядок меньше. Размером автотрансформаторы тоже уступают своим статичным аналогам.
Помимо этого, у автотрансформаторов гораздо выше коэффициент полезного действия. Такое возможно благодаря частичному преобразованию мощности. Стоимостные преимущества же обосновываются меньшим расходом материалов, а соответственно, меньшей массой и большей компактностью.
Что касается минусов автотрансформаторов, то к ним можно отнести отсутствие электроизоляции между обмотками электрической изоляции. Для промышленного применения это не играет никакой роли, там всегда наличествует заземляющий провод. А вот в быту их применение опасно.
Можно сказать, что трансформаторы более универсальны в использовании и имеют широкий диапазон применения, в отличие от автотрансформаторов.
Инженерный центр "ПрофЭнергия" имеет все необходимые инструменты для качественного проведения обслуживания трансформаторных подстанций, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории "ПрофЭнергия" вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!
Если хотите заказать обслуживание трансформаторных подстанций или задать вопрос, звоните по телефону: +7 (495) 181-50-34.
Для чего используются автотрансформаторы? ↑
Область применения и принцип использования трансформаторов широко известны, а для каких целей можно использовать автовариант? Самое распространенное направление — это плавный ход регулировки напряжения в сети и тока в самой системе электроснабжения.
Когда коэффициент трансформации находится в диапазоне единицы, тогда энергия поступает к конечному потребителю полностью.
Регулировка устройств возможна благодаря секционированной обмотке в автотрансформаторе. Кстати, именно по причине простоты конструкции обмотки этот тип трансформирующих устройств имеет высокий уровень ремонтопригодности. Если он вышел из строя, вам будет достаточно сменить обмотку и устройство снова готово к работе. Перемотать ее можно даже вручную. Не используя дополнительных приспособлений.
Типы защиты автотрансформаторов ↑
Автотрансформаторы более надежны в эксплуатации, чем обычные устройства трансформации, а все благодаря тому, что в них полностью отсутствуют вращающиеся части.
Но и с ними могут произойти нарушения, которые закончатся поломкой. Чтобы этого не произошло в автотрансформаторе предусмотрена специальная защита. Суть ее в том, что при любых перегрузках устройство подает соответствующий оповещающий сигнал, а если прибор выйдет из строя, срабатывает автоматическое отключение. Защита автотрансформатора делится на несколько видов:
дифференциальная, предотвращающая поломку из-за проблем с обмоткой;
токовая отсечка, корректирующая неполадки с ошинковками и вводами;
максимальная токовая защита, срабатывающая при повреждении самого устройства;
газовая, оповещающая о выделении газа или снижении уровня масляной жидкости;
защита от возможных замыканий и перегрузок.
Ограничения в использовании автотрансформаторов ↑
Этот тип устройств нельзя использовать в случаях, когда:
есть подозрение на возгорание изоляции;
неполадки в соединителях;
явные шумы и вибрация;
трещины и сколы на корпусе.
Ни в коем случае не рекомендуется к устройству этого типа подключать любые электродвигатели, потребляющие более 70 процентов предельного тока расчетной нагрузки самого автотрансформатора.
Подключать имеющиеся выходные клеммы электропитанию также категорически не рекомендуется.
energiatrend.ru
что это такое и как работает прибор?
Автотрансформатор является одним из вариантов трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки, подсоединенные напрямую.
Благодаря такой особенности устройство обладает не только магнитной, но и электрической связью.
Устройство и принцип действия автотрансформаторов рассмотрим в статье.
Что такое автотрансформатор?
С общей точки зрения трансформаторы — приборы, предназначенные для преобразования показателей тока входного типа с одного напряжения на выходные токи другого напряжения. Если необходимо произвести замену уровня напряжения в незначительных пределах, то самым оптимальным вариантом станет применение однообмоточного прибора, также известного под названием автотрансформатор.
При коэффициенте трансформации на уровне единицы осуществляется полное поступление энергии непосредственно к заключительному потребителю.
Регулирование обеспечивается секционированной обмоткой внутри автотрансформатора, а сам прибор характеризуется удобством и ремонтопригодностью.
Автотрансформаторы обладают достаточно простой и интуитивно понятной конструкцией, что совершенно не умаляет достоинств такого прибора, но несколько ограничивает сферу применения.
Отличие автотрансформатора от трансформатора
Классические трансформаторы обладают не связанными друг с другом первичными и вторичными обмотками, поэтому процесс передачи энергии в таких устройствах обусловлен наличием магнитного поля.
На объединенной обмотке автотрансформатора располагается три вывода или более, при подключении к которым есть возможность получить различные показатели уровня напряжения.
В условиях малых коэффициентов трансформации, в пределах одной-двух единиц, любые автотрансформаторы показывают более высокую эффективность по сравнению с трансформаторными устройствами. Кроме всего прочего, такие приборы более легкие по весу и доступнее по стоимости, чем традиционные трансформаторы многообмоточного типа.
Устройство автотрансформатора
Однако, сравнивая основные характеристики автотрансформатора и классического трансформатора, можно смело утверждать, что второй вариант является максимально универсальным, а также отличается более широким диапазоном работы в процессе эксплуатации.
Автотрансформаторы характеризуются фактическим наличием одной обмотки с отходящими выводами, что обеспечивает высокоэффективную электромагнитную и электрическую связь.
Преимущества и недостатки
Основные преимущества автотрансформаторов закономерно снижаются в условиях повышения трансформирующего коэффициента, и именно по этой причине агрегаты такого типа недопустимо использовать при питании распределительной электрической сети 220 В от напряжения шесть тысяч Вольт.
Таким образом, достоинства автотрансформатора максимально проявляются при наименьшем коэффициенте трансформации, и в этом случае бывают представлены:
незначительным расходом стали для изготовления сердечника;
пониженным расходом меди для производства обмоток;
простотой и незначительными габаритами конструкции;
почти максимальным коэффициентом полезного действия, достигающим показателей 99 %;
меньшими потерями на обмотках и стальных магнитных проводах;
частичной передачей энергии с использованием электрических связей;
достаточной полезной мощностью;
наименьшими изменениями напряжения в условиях смены нагрузки;
доступной для рядового потребителя стоимостью.
При наличии высшего и низшего напряжения в условиях одного порядка отсутствуют препятствия для электрического соединения цепей.
Основные недостатки автотрансформатора заключаются в малом сопротивлении короткого замыкания, объясняющим высокую токовую кратность и возможность передачи высшего напряжения в сеть с низкими показателями, что обусловлено наличием электрической связи. Низковольтная схема внутри устройства напрямую зависит от наличия в сети достаточно высокого уровня напряжения, поэтому для предотвращения сбоев разрабатываются специальные схемы.
Лабораторный автотрансформатор
Кроме всего прочего, небольшое рассеивание, возникающее между обмотками, может спровоцировать короткое замыкание. Важно помнить, что соединение между обмотками в обязательном порядке должно быть максимально равномерным, а нейтраль обладает исключительно двумя блоками.
Следует отметить, что из-за конструктивных особенностей автотрансформатора достаточно проблематично сохранять целостность электромагнитного баланса, а балансировка потребует увеличения габаритов, что негативно сказывается на весе и стоимости прибора.
Устройство автотрансформатора
Для электромагнитного устройства статического типа характерно наличие одной обмотки, часть которой одновременно отвечает как за первичную, так и за вторичную сеть. Таким образом, в автотрансформаторе существует не только магнитная, но и электрическая связь, которая возникает между обмотками первичного и вторичного вида. В настоящее время прибор выпускается в виде одно- и трехфазного, а также двух- или трехобмоточного устройства.
Двухобмоточный трансформатор и автотрансформатор
Автотрансформаторы имеют определенный тип конструкции и некоторые особенности, представленные первой обмоткой, которая используется в качестве части второго контура агрегата или наоборот.
Поломку трансформатора можно определить при помощи мультиметра. Как проверить трансформатор мультиметром — особенности прямого и косвенного методов проверки.
Схему подключения трансформатора с трех мест вы найдете тут.
С принципом действия трансформатора 220 на 12 вольт вы можете ознакомиться по ссылке.
Принцип действия
Наиболее важные характеристики принципа действия стандартного автотрансформатора определены особенностью подключения обмоточной части.
В процессе подключения к катушке тока переменного типа внутри сердечника отмечается наличие магнитного потока.
Каждый виток на этом этапе эксплуатации прибора характеризуется индукцией электродвижущей силы с идентичной величиной.
Таким образом, принцип работы прибора объясняется стандартной схемой автотрансформатора, а в результате подсоединения нагрузки наблюдается перемещение вторичного электрического потока по обмотке. В это же время по проводнику осуществляется движение первичного тока. В результате величины двух потоков суммируются, поэтому на участок обмотки осуществляется подача незначительных по величине показателей электрического тока.
Как показывает практика эксплуатации автотрансформаторов, по некоторым основным параметрам принцип работы такого прибора имеет не слишком существенные отличия от традиционных трансформаторов двухобмоточного типа.
Советы и рекомендации
В настоящее время наряду с однофазными приборами находят достаточно широкое применение и устройства трехфазного типа, отличающиеся обмоткой. Существуют современные трёхфазные автотрансформаторы, имеющие два и три контура.
Основные защитные характеристики автотрансформатора представлены несколькими вариантами:
дифференциальная разновидность, предупреждающая выход из строя при любых нарушениях в обмотке;
принцип токовой отсечки, корректирующий неполадки, возникшие на ошинковках или вводах;
высокоэффективная токовая защита, которая четко срабатывает в условиях повреждения агрегата;
газовый вид, оповещающий даже о выделениях или понижении количества маслянистой жидкости.
Токовые трансформаторы — важное защитное свойство релейного типа. Схема подключения трансформатора тока — варианты монтажа вы найдете на нашем сайте.
Для чего необходим провод заземления? Подробно о назначении рассмотрим далее.
Конструкцией предусмотрена защита при появлении замыкания или перегрузки, но прибор не подлежит эксплуатации, если замечено повреждение изолирующего слоя, отмечается сбой на соединительных участках, присутствуют сторонние звуки или слишком сильная вибрация, а также прибор имеет на корпусе выраженные трещины или многочисленные сколы.
Видео на тему
proprovoda.ru
Отличие трансформатора от автотранс-ра | Режимщик
Отличие автотрансформатора от трансформатора заключается в том, что две его обмотки электрически соединяются между собой, что обуславливает передачу мощности от одной обмотки к другой не только электромагнитным, но и электрическим путем.
У много обмоточного автотрансформатора электрически соединены обмотки ВН и СН, а обмотки НН имеет с ними электромагнитную связь. Три фазы обмоток ВН и СН соединяются в «звезду», и общая нейтраль их заземления; обмотки НН всегда соединяются в «треугольник». Обмотки НН понижающего автотрансформатора помимо своего основного назначения создавать цепь с малым сопротивлением для прохождения токов третьих гармоник и тем самым избегать искажения синусоидального напряжения (улучшает симметрию напряжения в сети) — используется для питания нагрузки, а также для подключения компенсирующих устройств и последовательно регулировочных трансформаторов. Автотрансформаторы не пригодны для использования в сетях с разземленной нейтралью. Объясняется это недопустимым увеличением напряжения выводов обмоток АТ относительно земли, при замыкании на землю фазы в сети СН или ВН, в случае не заземления нейтрали. Так при однофазном замыкании на землю в сети СН на последовательную обмотку соответствующей фазы АТ при незаземленной нейтрали на нем будет воздействовать полное фазное напряжение сети ВН (Uв/√3) вместо напряжения (Uв-Uс/√3), на которое эта обмотка рассчитана, причем напряжение на выводах СН АТ возрастет почти до значения, равного Uв; также резко увеличивается напряжение, приложенное к обмоткам СН неповрежденных фаз. В свою очередь обязательное заземление нейтрали автотрансформатора приводит к чрезмерному увеличению токов однофазного КЗ в сетях, что требует в ряде случаев принятия соответствующих мер для ограничения токов КЗ. Поэтому установка разъединителя в нейтрали автотрансформатора не допускается.
Выбор наиболее выгодного коэффициента трансформации у трансформаторов с ПБВ Порядок производства работ в электроустановках напряжением выше 1000 В Общие требования по технике безопасности
elektro-rezhim.ru
Автотрансформаторы | Устройство и принцип действия
Автотрансформатор - это устройство для изменения напряжения переменного тока при сохранении его частоты, основанное на эффекте электромагнитной индукции, которое имеет одну общую обмотку на магнитопроводе и не менее трёх выводов от неё.
Если простыми словами, то автотрансформаторы – это разновидность обычных трансформаторов напряжения, в которых есть всего одна обмотка, часть витков которой выполняют функцию первичной обмотки, а часть вторичной.
Для лучшего понимания, давайте рассмотрим устройство наиболее распространенного типа автотрансформаторов.
Устройство автотрансформатора
Чаще всего стандартный автотрансформатор представляет собой тороидальный магнитопровод – сердечник, сделанный из электротехнической стали в виде кольца, на который намотана медная проволока – называемая обмоткой.
Кроме того, чтобы эта конструкция служила именно автотрансформатором, у неё есть дополнительная «отпайка» - отвод от этой обмотки, всего контактов получается, как минимум три.
Устройство автотрансформатора достаточно наглядно показано на изображении ниже:
В данном примере, вы можете видеть автотрансформатор, к крайним контактам которого подключается источник напряжения переменного тока, к A – фаза, к X – ноль. Все витки проволоки между этими точками считаются первичной обмоткой.
Нагрузка, какой-нибудь электроприбор, которому для работы требуется меньшее напряжение, чем поступает из сети, подключается к выводам a2 и X – витки между этими контактами – это уже вторичная обмотка.
Как видите, у автотрансформатора есть всего одна обмотка, но при этом напряжение, если замерять в различных точках подключения, будет разным, почему оно меняется и как определить насколько (коэффициент трансформации) мы рассмотрим ниже.
Обозначение автотрансформатора на схемах
Кстати, вы довольно легко на любой схеме определите автотрансформатор и отличите его от обычного трансформатора, чаще всего он обозначается вот так:
Как видите, схематически у автотрансформатора показаны все его основные элементы: прямая линия - это стальной сердечник, с одной стороны которого расположена единственная обмотка – в виде волнистой линии, от которой идёт несколько отводов.
Перепутать с обычным трансформатором не получится, ведь у него на схеме будет как минимум две обмотки по сторонам от сердечника.
Более подробно о принципиальных различиях автотрансформатора и обычного трансформатора напряжения, я расскажу во второй части этой статьи.
Принцип работы автотрансформатора
А сейчас, для лучшего понимания основного принципа работы автотрансформаторов, рассмотрим процессы, которые в них происходят.
В качестве примера, мы возьмем автотрансформатор, который может как повышать напряжение на выходе, так и уменьшать его, относительно начального. Общее количество витков медного провода у него, для удобства расчетов, равно 20, выглядит он следующим образом:
Как видите, у такой модели, есть уже четыре точки подключения к общей обмотке: A1, a2, a3 и X.
К контактам A1 и N – подключается источник переменного электрического тока, например, питание стандартной городской электросети, с напряжением(U1), в нашем случае это стандартные 220В. Всего между этими точками 18 витков медной проволоки, этот участок спирали обозначен как W1, он считается первичной обмоткой автотрансформатора.
Что происходит при подаче напряжения на автотрансформатор
При протекании переменного тока по обмотке, в сердечнике (магнитопроводе) автотрансформатора, образуется переменный магнитный поток, который циркулирует по замкнутому магнитному сердечнику, пронизывая ВСЕ витки обмотки.
Проще говоря, при подключении тока к первичной обмотке – в нашем примере к 18 виткам, магнитный поток протекая по сердечнику пронизывает всю обмотку, все 20 витков. Напряжение же на первичной обмотке (в точках подключения A1 и X) остаётся 220В или, если распределить на каждый виток 220/18 = 12.222… Вольта на каждый.
Теперь, чтобы узнать какое напряжение образуется на всех 20 витках, к точкам a2 и X, подключим нагрузку, какой-нибудь электроприбор – это будет вторичная обмотка автотрансформатора. На схеме условно обозначим нагрузку, некий электроприбор подключеный к этой обмотке, напряжение U2, а число витков между контактами W2 = 20.
Зависимость между обмотками у автотрансформатора, выражается следующей формулой:
U1/w1 = U2/w2, где U1 напряжение на первой обмотке, U2 напряжение на второй обмотке, w1 число витков первой обмотки, w2 число витков второй обмотки.
Из этой формулы следует что напряжение на вторичной обмотке изменяется относительно напряжения первичной обмотки, пропорционально разнице витков. В нашем примере на один виток первичной обмотки приходится 12.22.. Вольт, у вторичной же обмотки витков больше на 2, соответственно общее напряжение обмотки выше на 24.44..Вольта.
Это доказывает нехитрый расcчет:
U1/w1 = U2/w2,
220 Вольт/18 Витков=U2/20 Витков,
U2 = 220*20/18 = 244.44В
Автотрансформатор, у которого на вторичной обмотке напряжение увеличивается называется повышающий.
Зная зависимость между обмотками, мы можем вычислить коэффициент трансформации, величину, которая позволяет легко определять, изменение входящих параметров (напряжения, сопротивления, силы тока) на вторичной обмотке.
Коэффициент трансформации вычисляется по следующей формуле: U1/U2=w1/w2
В нашем случае получается 220/244,44=18/20=0,9
Теперь давайте посмотрим, как изменится напряжения на оставшихся контактах.
Подключаем нагрузку к контактам a3 и X нашего автотрансформатора, число витков w3 у этой обмотки равно 16, напряжение обозначим как U3.
Следуя той же формуле, рассчитываем напряжение:
U1/w1 = U3/w3 = 220/18=U3/16, от сюда следует, что U3 =220*16/18 = 195,55.. Вольт, а коэффициент трансформации U1/U3=w1/w3=220/195,55=18/16=1,125 , эта обмотка понижающая.
Автотрансформатор, у которого на вторичной обмотке напряжение уменьшается называется понижающий.
Теперь, зная коэффициенты трансформации на всех выводах автотрансформатора мы легко сможем определять, например, какое будет напряжение на вторичной обмотке, если изменится напряжение источника электрического тока:
Так, например, при напряжении источника переменного тока на первичной обмотке 200В, у этого трансформатора:
- на контактах a2 и X, при коэффициенте трансформации k1=0,9 напряжением будет U2=200В/0,9= 222,22 В
- на контактах a3 и X, при коэффициенте трансформации k2=1,125 напряжение равняется U3=200/1,125=177,77 В
ПРАВИЛО: Если коэффициент трансформации k>1 – то трансформатор понижающий, если же k<1, то повышающий.
Чаще всего стандартный автотрансформатор имеет большее количество выводов, чем в нашем примере, большее количество ступеней для регулировки входящего напряжения или тока.
Логическим развитием автотрансформаторов, стало появление так называемых РЕГУЛИРУЕМЫХ АВТОТРАНСФОРМАТОРОВ, у которых нет множество дополнительных отпаек с разным коэфициентом трансформации, а количество витков вторичной обмотки, изменяется путем перемещения подвижного контакта по ней - подробнее об этом читайте ТУТ.
Изменение силы тока в автотрансформаторе
По силе тока есть простое правило - ток в обмотке более высокого напряжения меньше, чем ток в обмотке с более низким напряжением.
Другими словами, если используется понижающий отвод от первичной обмотки автотрансформатора – то ток на вторичной обмотке будет больше, а напряжение ниже и наоборот, если используется повышающий отвод – то ток на вторичной обмотке будет ниже, а напряжение выше.
Мощности же на обеих обмотках примерно одинаковы, поэтому, согласно закону ОМА:
I1U1 = I2U2, где I1 – ток в первичной обмотке, I2 – ток во вторичной обмотке, U1- напряжение в первичной обмотке, U2 – Напряжение во вторичной обмотке.
Соответственно ток, например, в первичной обмотке рассчитывается так: I1 = U2*I2/U1
Зная, как изменяется ток, можно заранее правильно подобрать кабели питания и защитную автоматику.
Теперь, когда вы знакомы с принципом работы автотрансформатора и знаете его конструкцию, давайте рассмотрим какие они бывают, их назначение и места применения, какие у них плюсы и минусы и чем принципиально отличаются от обычных трансформаторов. Всё это и многое другое читайте во второй части этой статьи. Подписывайтесь на нашу группу вконтакте, следите за выходом новых материалов!
rozetkaonline.ru
Автотрансформатор: устройство, схема, принцип действия
Электрические потребители нуждаются в трансформации тока до требуемого значения напряжения. Если подобные изменения не определяются в небольшом пределе, можно применять специальный агрегат. Обычный трансформатор имеет в своем составе две катушки. Специальный прибор может иметь всего одну совмещенную обмотку. Это и есть автотрансформатор. Его применяют в том случае, если показатель преобразования не составляет более 1.
В этом случае разница между уровнем тока в первичной и вторичной обмотке будет небольшой. Что такое автотрансформатор, а также основные принципы его работы будет рассмотрено далее.
Принцип устройства
Автотрансформаторы характеризуются определенным устройством и принципом действия. Их первая обмотка является частью второго контура или наоборот. Такие цепи характеризуются электромагнитной и гальванической связью. Повышающий и понижающий агрегат применяются во многих сферах деятельности человека. Причем его характеристики определяются особенностями включения обмоток.
При подключении к катушке переменного тока в сердечнике определяется магнитный поток. В каждом из существующих витков в этот момент будет индуктироваться электродвижущая сила. Причем ее величина будет идентична.
Схема автотрансформатора объясняет принцип работы агрегата. При подсоединении нагрузки вторичный электрический поток будет перемещаться по обмотке. По этому же проводнику в этот момент движется и первичный ток. Оба потока геометрически складываются. Поэтому на обмотку станет подаваться совсем незначительный электрический ток.
Особенности
Схема замещения автотрансформатора позволяет сэкономить на количестве медного проводника. Для такого оборудования необходима проволока меньшего сечения. Это обеспечивает значительную экономию материалов и относительно невысокую стоимость аппарата. Сократить расходы на изготовление представленного оборудования удается благодаря снижению количества стали для изготовления магнитопривода. Силовые трансформаторы и автотрансформаторы значительно отличаются размером сечения сердечника.
Устройство современного автотрансформатора делает оборудование востребованным, если показатель трансформации приближается к 1 или находится в пределах от 1,5 до 2. Если же коэффициент будет больше 3, применение подобного прибора становится неоправданным.
По многим параметрам принцип работы автотрансформатора, его конструкция и детали мало отличаются от обычных двухобмоточных трансформаторов.
Различные режимы работы автотрансформаторов позволяют устранить недостатки бытовой электросети. Это необходимо, например, когда напряжение не дотягивает или, наоборот, немного превышает стандартную норму 220 В. Особенности конструкции автотрансформатора позволяют выполнять настройку с определенным шагом. Электронный автотрансформатор, имеющий в своем составе коммутационную и регулирующую систему выполняет этот процесс автоматически.
Разновидности
На выбор разновидности автотрансформатора влияет его назначение и условия эксплуатации. Чаще всего применяется восемь типов представленных агрегатов:
ВУ-25-Б. Создан для уравнивания токов вторичной обмотки при использовании схемы дифференциальной защиты силовых трансформаторов.
АТД. Мощность находится на уровне 25Вт. Имеет устаревший тип конструкции. Он долго насыщается и применяется достаточно редко.
ЛАТР-1. Принцип действия этого автотрансформатора позволяет применять его при нагрузке 127В.
ЛАТР-2. Изготавливается для бытовой сети (220В). В ЛАТРе позволяется регулировать напряжение при помощи скользящего по виткам катушки контакта.
ДАТР-1. Применяется при незначительной нагрузке в специальном оборудовании.
РНО. Используется в условиях повышенной нагрузки.
РНТ. Эксплуатируется при наиболее сильных нагрузках в сетях специального назначения.
АТНЦ. Применяется для телеизмерительных приборов.
Также существует разделение на агрегаты малой мощности (до 1 кВ), средней мощности (больше 1 кВ) и силовые типы.
Однофазные разновидности
Сегодня применяются однофазный и трехфазный автотрансформатор. В первом случае оборудование представлено такой разновидностью, как ЛАТР. Его применяют для низковольтных сетей. При повышенном напряжении требуется понижающая конструкция, например, автотрансформатор типа 220/110 или 220/100. В этом случае вторичная обмотка входит в состав первичного контура. Повышающий тип автотрансформаторов, наоборот, включает первичную обмотку в состав вторичного контура.
В обеих разновидностях устройств регулирование производится посредством скольжения подвижного контакта по обмоточным виткам. ЛАТРы состоят из магнитопривода кольцеобразной формы. Его обмотка включает в себя один слой. Она состоит из изолированного провода из меди.
Однофазные автотрансформаторы имеют несколько ответвлений, которые отходят от обмотки. Именно эти элементы конструкции определяют, будет ли агрегат работать на повышение или понижение напряжения сети. Чтобы получить плавность настройки вторичного напряжения создается небольшая дорожка на поверхности обмотки. Она очищена от слоя изоляции. По этой дорожке перемещается роликовый или щеточный контакт. Регулировка осуществляется в пределах от 0 до 250 В.
Трехфазные разновидности
Наряду с однофазными применяются и трехфазные аппараты. Они отличаются типом обмотки. Существует автотрансформатор трехфазного типа с двумя и тремя контурами.
Чаще всего обмотки в подобных устройствах соединяются в виде звезды. Они имеют выведенную отдельно точку нейтрали. При помощи направления подведения напряжения выполняется понижение или повышение. Этот принцип положен в основу старта работы мощного двигателя, регулирования электрического тока по ступенчатой системе. Трехфазный тип автотрансформаторов применяется для нагревательных элементов печей.
Приборы с тремя обмотками используются в сетях высоковольтного типа. При этом со стороны высшего напряжения агрегат соединяется с нулевым проводом в звезду. Этот тип контакта способен снизить напряжение с учетом особенностей изоляции аппаратуры. Применение подобных приборов способно повысить уровень КПД системы, а также сэкономить затраты на совершение передачи электроэнергии. Однако в этом случае повышается количество токов короткого замыкания.
Наличие гальванической связи между совмещенными контурами не позволяют использовать представленное оборудование в силовых сетях (6-10 кВ), если напряжение понижается до 0,38 кВ. В этом случае трехфазное напряжение 380В подается непосредственно к электрическим потребителям. На таком оборудовании могут работать люди. Во избежание несчастных случаев применяются в подобных условиях другие разновидности агрегатов.
Недостатки
Перед тем, как вводить в эксплуатацию представленное оборудование, необходимо изучить его основные недостатки:
Схема низковольтного типа будет значительно зависеть от высокого уровня напряжения. Чтобы избежать возникновения сетевого сбоя, потребуется создать продуманную систему подачи низкого напряжения. Только в таком случае прибор сможет перенести повышенные нагрузки.
Поток, рассеивающийся между обмотками, незначителен. При возникновении определенных неисправностей может возникнуть короткое замыкание. Его вероятность в этом случае значительно увеличивается.
Соединения, которые создаются между вторичными и первичными обмотками, должны быть идентичными. В противном случае могут возникнуть некоторые проблемы при работе агрегата.
Невозможно создать систему с заземлением с одной стороны. Нейтралью должны обладать оба блока.
Представленная система делает трудной задачей сохранение электромагнитного баланса. Для улучшения этого показателя потребуется увеличить корпус прибора. Если диапазон трансформации будет значительным, экономия ресурсов будет незначительной.
Также следует отметить, что выполняя ремонт автотрансформатора, устраняя возникшие неполадки и аварийные ситуации, может снизиться безопасность работы обслуживающего персонала. Высшее напряжение может наблюдаться и на низшей обмотке. В этом случае все элементы системы окажутся подведены к высоковольтной части. По правилам безопасности такое положение вещей недопустимо. В этом случае возникает вероятность пробоя изоляции проводников, которые присоединены к электрооборудованию.
Рассмотрев основные особенности работы и устройства автотрансформаторов, можно сделать выводы о целесообразности их применения в своих целях.
protransformatory.ru
Отличия автотрансформатора от промышленного трансформатора
Отличия автотрансформатора от промышленного трансформатора
Для работы любого оборудования требуется энергия. При этом для разных электроприборов напряжение нужно разное. Когда ток передаётся на очень большие расстояния, то требуется достаточно высокое напряжение, но когда обслуживают местные сети напряжение нужно постепенно понижать. Преобразование энергии производят с помощью трансформатора или автотрансформатора. В зависимости от нужного результата используют определённый вид прибора – понижающий или повышающий. Сущность от вида трансформатора не меняется – главное добиться нужного напряжения электротока.
Что такое трансформатор.
Трансформатор – это электромагнитный прибор, который преобразует ток напряжения в ток абсолютно другого напряжения, либо повышает, либо понижает, в зависимости от необходимости. Также этот агрегат может преобразовывать число фаз и частоту. Сам прибор состоит не менее чем из двух обмоток, которые облегают общий сердечник из стали. В трансформаторе магнитный поток, проходящий через обмотку, создаёт электродвижущую силу, таким образом, преобразовывая энергию.
Понятие автотрансформатора.
В тех случаях, когда нужно изменить напряжение в маленьких пределах, трансформатором не пользуются, используя автотрансформатор. Главным отличием этого агрегата от трансформатора является то, что обе обмотки объединены в одну, поэтому связь между ними помимо электромагнитной, ещё и электрическая. Также обмотка в автотрансформаторе имеет три вывода минимум, а значит, и подключить его можно к нескольким выводам, получая при этом абсолютно различное напряжение.
Преимущества автотрансформатора перед «большим агрегатом».
Существует несколько немаловажных плюсов автотрансформаторов. По своим габаритам они гораздо меньше, чем трансформаторы и стоимость их значительно ниже. В сетях, где напряжение 150 кВт автотрансформаторы пользуются огромным спросом, за счёт меньших потерь мощности активной в обмотках. Более крупный КПД тоже отличает автотрансформаторы, так как всего лишь часть мощности преобразовывается.
Стоимость данного вида трансформатора складывается из нескольких факторов:1. меньший размер агрегата;2. гораздо меньше количество использованной меди на обмотках;3. меньший расход стали на сердечник;4. вес устройства автотрансформатора меньший по сравнению с другими видами;5. меньший расход материалов, которые активно перерабатываются;6. изменения напряжений несущественны при том, когда меняются нагрузки;7. потери энергия сокращены;8. наиболее упрощенные условия охлаждения автотрансформатора.
Недостатки автотрансформаторов.
Недостатки, конечно, тоже есть, но их значительно меньше. Одним из них является отсутствие изоляции электричества между обмотками. В быту при авариях, возможно, что напряжение на первичной обмотке приложится к низшему, таким образом, обе части соединятся с частью высоковольтного напряжения. Правилами безопасности это абсолютно недопустимо. Из этого, следует вывод, что короткие замыкания имеют более тяжкие последствия, чем те же замыкания у обычного трансформатора. В тех случаях, когда необходимо срочно изменить на несколько пределов уровень напряжения, то в автотрансформаторе это сделать проще, чем в огромном двух обмоточном трансформаторе.
Какой всё же трансформатор выбрать?
При одинаковой мощности в трансформаторе происходят большие потери мощности, чем в автотрансформаторе. Однако выгода в использовании автотрансформатора заметна только при значительно небольших коэффициентах трансформации. То есть тогда, когда малы разности токов. Поэтому при больших коэффициентах трансформации выгода будет заметна в использовании обычного промышленного трансформатора.
Автотрансформатор является одним из вариантов трансформатора, имеющего первичную и вторичную обмотки, подсоединенные напрямую. 
Инженерный центр "ПрофЭнергия" имеет все необходимые инструменты для качественного проведения обслуживания трансформаторных подстанций, слаженный коллектив профессионалов и лицензии, которые дают право осуществлять все необходимые испытания и замеры. Оставив выбор на электролаборатории "ПрофЭнергия" вы выбираете надежную и качествунную работу своего оборудования!
Поломку трансформатора можно определить при помощи мультиметра. Как проверить трансформатор мультиметром — особенности прямого и косвенного методов проверки.
Наиболее важные характеристики принципа действия стандартного автотрансформатора определены особенностью подключения обмоточной части.
Токовые трансформаторы — важное защитное свойство релейного типа. Схема подключения трансформатора тока — варианты монтажа вы найдете на нашем сайте.
Для работы любого оборудования требуется энергия. При этом для разных электроприборов напряжение нужно разное. Когда ток передаётся на очень большие расстояния, то требуется достаточно высокое напряжение, но когда обслуживают местные сети напряжение нужно постепенно понижать. Преобразование энергии производят с помощью трансформатора или автотрансформатора. В зависимости от нужного результата используют определённый вид прибора – понижающий или повышающий. Сущность от вида трансформатора не меняется – главное добиться нужного напряжения электротока.
