Все |0-9 |А |Б |В |Г |Д |Е |Ж |З |И |К |Л |М |Н |О |П |Р |С |Т |У |Ф |Х |Ц |Ч |Ш |Щ |Э |Ю |Я

Каталог статей Принципы действия устройств Трансформаторы

Поиск по тегам : трансформаторы, конструкция трансформатора, магнитопровод, обмотки трансформатора, вводы трансформаторов, схемы обмоток трансформатора


Автотрансформаторы PDF Печать E-mail
Оглавление
Автотрансформаторы
Область применения автотрансформаторов

Рейтинг 2.3/5 (58 голосов)

 

 

Автотрансформаторы

Основные соотношения для автотрансформаторов

Автотрансформатором называется трансформатор, у которого имеется электрическая связь между обмотками (рис. 1); при этом обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения. Вследствие такой связи мощность из первичной сети во вторичную передается не только за счет магнитной связи обмоток, но и электрическим путем.

 

 

Основные соотношения для трансформатора сохраняются и для автотрансформатора. Так, отношение напряжений равно U1/ U2 = UВН/ UНН = ω1/ ω2=n, а отношение токов I1/ I2 = IВН/ IНН = ω1/ ω2=1/n, где ω1 - полное число витков обмотки (между точками А и X); ω2 - число витков части обмотки, находящейся между точками а и X (или а и х).

Рабочий магнитный поток в автотрансформаторе создается совместным действием первичного и вторичного токов:

 

I1 ω1 + I2 ω2 = I12 ω1.

(1)

 

 

Так как U1E1 то при U1 = const ЭДС E1, магнитный поток и ток I12 в автотрансформаторе, как и в трансформаторе, при изменении его нагрузки от холостого хода до номинальной практически остаются неизменными. Если пренебречь током I12 (вследствие малости), то из (1) получим

 

I2 = - I1 (ω1/ω2) = - I1n,

(2)

 

откуда следует, что токи I1 и I2 находятся в противофазе. Поэтому ток ΔI в общей части обмотки (участок аХ) равен арифметической разности этих токов. Так как для понижающего автотрансформатора I2 > I1, то

 

ΔI = I2 - I1 = I1(n - 1) = I2(1 - 1/n).

(3)

 

При n<2 ток ΔI будет меньше тока I1, что позволяет общую часть обмотки (участок аХ) выполнять из более тонких проводников. Части обмотки Аа и аХ связаны между собой магнитно. Мощность, передаваемая от одной части обмотки (Аа) в другую (аХ) электромагнитным путем, является расчетной или типовой для обмоток автотрансформатора и согласно рис. 1 или 2 равна:

для участка Аа

 

Sp1 = I1(U1 - U2) = I1U1(1 - 1/n),

(4)

 

 

 

для участка аХ

 

Sp2 = ΔIU2 = I2U2(1 - 1/n).

(5)

 

Суммарная (проходная) мощность, забираемая автотрансформатором из сети, равна Sпр1= I1U1, а отдаваемая мощность составляет Sпр2= I2U2. Пренебрегая потерями, принимаем Sр1 = Sр2= Sр и

Sпр1 = Sпр2= Sпр.

Габариты и масса автотрансформатора определяются исходя из расчетной мощности. Проходная мощность Sпр больше, чем расчетная Sр. Разность этих мощностей •( Sпр - Sр) передается из первичной цепи во вторичную электрическим путем вследствие электрической связи между этими цепями. За номинальную мощность автотрансформатора принимают проходную мощность.

По сравнению с двухобмоточным трансформатором автотрансформатор при одной и той же номинальной мощности имеет меньшие габариты и массу. Связано это с тем, что в трансформаторах вся мощность от одной обмотки к другой передается электромагнитным путем, поэтому его габариты, и масса определяются номинальной мощностью, в то время как габариты и масса автотрансформатора зависят от расчетной мощности, которая является только частью его номинальной мощности.

Расчетные мощности автотрансформатора и трансформатора связаны соотношением

 

Sp/ Sном = (I1номU1ном(1 - 1/n))/ I1номU1ном.= (1 - 1/n) = kтип,

(6)

 

где kтип - коэффициент типовой мощности.

Согласно (6) различие в расчетных мощностях и, следовательно, в габаритах автотрансформатора и трансформатора тем сильнее, чем ближе к единице коэффициент трансформации п автотрансформатора. Поэтому автотрансформаторы обычно выполняют с п≤2,5.

Снижение габаритных размеров и массы автотрансформатора происходит за счет уменьшения расхода как обмоточного провода, так и стали. Расход обмоточного провода уменьшается вследствие объединения обмоток НН и ВН, а также из-за уменьшения сечения проводников общей части обмотки (участок аХ). С уменьшением массы провода уменьшается пространство, необходимое для размещения обмотки в окне магнитной системы; это позволяет уменьшить или высоту стержней, или длину ярм, а следовательно, сократить расход стали на изготовление автотрансформатора.

Снижение массы активных материалов приводит к уменьшению электрических и магнитных потерь. Поэтому при одинаковой номинальной мощности КПД автотрансформатора всегда выше, чем трансформатора.

Недостатком автотрансформаторов является то, что у них вследствие электрической связи вторичной и первичной цепей изоляция обмоток должна выбираться исходя из высшего напряжения. Другой недостаток автотрасформаторов по сравнению с трансформаторами заключается в том, что они имеют большой ток короткого замыкания. Происходит это потому, что ток короткого замыкания в автотрансформаторе ограничивается сопротивлением не всей обмотки, а только ее части Аа (рис. 2), тогда как в трансформаторах ток короткого замыкания ограничивается сопротивлением ZK, равным сумме сопротивлений двух обмоток. Кроме того, поскольку при коротком замыкании часть обмотки аХ оказывается замкнутой накоротко, все первичное напряжение будет приложено к части Аа, вследствие чего резко увеличатся магнитный поток и насыщение магнитопровода. При этом намагничивающий ток будет в несколько раз превышать номинальный ток обмотки. Это приводит к еще большему увеличению тока короткого замыкания в автотрансформаторе.



 

Комментарии  

 
#1 Прасковья 04.07.2012 04:31
Здравствуйте!ме ня интересуют автотрансформат оры,т.к. в нашем объекте слишком высокое напряжение 230-240В. хочется как то нормализовть, а то лампы постоянно сгорают и для оборудования нес лучшее напряжение.и как правильно подобрать автотрансформат ор?что должны учитыать?
заранее спасибо!
Цитировать
 

Добавить комментарий

Я надеюсь, что наши посетители воспитанные люди, и не будут употреблять не нормативную лексику. Не умеющие выражаться нормальным языком, больше не смогут никогда оставлять комментарии.


Защитный код
Обновить

Добавить в избранное | Сделать стартовой

Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru

(c)