Popis
1. Základní charakteristiky autotransformátorů
Oproti běžným transformátorům s dvojitým vinutím (izolační transformátory) spočívá zásadní rozdíl mezi autotransformátory v zapojení obvodu:
- Obyčejný transformátor: Primární a sekundární vinutí jsou zcela elektricky izolovány a energie je přenášena prostřednictvím magnetické vazby.
- Autotransformátor: Primární a sekundární vinutí jsou elektricky propojeny, přičemž část energie je přenášena magnetickou vazbou a další část je vedena přímo obvodem.
výhody:
Nízká cena, malá velikost, vysoká účinnost: Autotransformátor používá pro stejnou kapacitu méně měděného drátu a plechů z křemíkové oceli, čímž šetří materiály, je lehčí a obecně dosahuje vyšší účinnosti.
Lepší regulace napětí: Díky nižší impedanci jsou kolísání napětí se změnami zátěže menší.
Nevýhody:
Nedostatek elektrické izolace: Toto je největší bezpečnostní riziko. Vzhledem k tomu, že vstup a výstup jsou přímo zapojeny do obvodu, může při nesprávném zapojení společné svorky výstup přenášet vysoké napětí ze vstupní strany, což je extrémně nebezpečné.
Vyšší zkratový-proud: Nižší impedance vede v případě zkratu k vyššímu poruchovému proudu.
Významný dopad z chyb vinutí: Pokud dojde k poruše sdílené části vinutí, ovlivní to současně primární i sekundární okruh.
2. Typy autotransformátorů
(1) Klasifikace podle funkce a aplikace (nejběžnější)
Jedná se o nejpraktičtější klasifikační metodu, která přímo souvisí s jejím použitím.
Startér se snížením napětí- (autotransformátorový startér)
Popis: Toto je jedno z nejklasičtějších spouštěcích zařízení pro tří{0}}fázové střídavé asynchronní motory. Přivádí snížené napětí na vinutí statoru motoru během spouštění prostřednictvím autotransformátoru, aby se snížil rozběhový proud (obvykle lze snížit na 1/4 až 1/3 plného-napěťového startovacího proudu). Když se otáčky motoru přiblíží jmenovitým otáčkám, přepínač je změní na provoz s plným-napětím.
Vlastnosti: Obvykle má více napěťových odboček (například 65%, 80% odboček), ze kterých si můžete vybrat, aby se vyrovnal rozběhový moment a startovací proud.
Regulátor napětí (nastavitelný autotransformátor)
Popis: Toto je jedno{0}}fázový nebo třífázový{1}}fázový autotransformátor se sekundárním vinutím, který má kluzný kontakt (uhlíkový kartáč) poháněný ručním kolem nebo servomotorem. Otáčením ručního kolečka lze plynule a plynule upravovat výstupní napětí. Velmi časté v laboratořích.
Vlastnosti: Výstupní napětí lze nastavit od 0V do mírně nad vstupní napětí (např. 0-250V nebo 0-430V).
Běžné formy: Kruhové jádro (pro malý výkon) nebo čtvercové jádro (pro větší výkon).
Výkonový autotransformátor
Popis: Používá se ve vysokonapěťových{0}}energetických systémech k propojení sítí podobných napěťových úrovní, jako je připojení sítí 110 kV a 220 kV nebo sítí 220 kV a 500 kV.
Vlastnosti: Extrémně vysoká kapacita (až stovky tisíc kVA), klíčové zařízení v energetickém systému. Jeho transformační poměr se obvykle blíží 1:2, což v této aplikaci nabízí významné ekonomické výhody.
AC trakční transformátor
Popis: Používá se na elektrifikovaných železnicích (např. vysokorychlostní železnice). Jedno vinutí se připojuje k trolejovému vedení (vysoké napětí) a druhé se připojuje ke koleji a zemi a poskytuje lokomotivě různé úrovně napětí.
(2) Klasifikace podle fází
Jednofázový{0}}autotransformátor: Používá se v situacích s jednofázovým napájením{1}}, jako jsou laboratorní regulátory napětí, stabilizátory pro domácnost atd.
Třífázový{0}}autotransformátor: Používá se ve třífázových napájecích systémech-. Mohou to být tři jednofázové -kombinované transformátory nebo jedna třífázová struktura jádra. Široce se používá v energetických systémech a spouštění průmyslových motorů.
(3) Klasifikace podle struktury vinutí
Autotransformátor s jedním vinutím{0}: Nejběžnější typ s pouze jedním vinutím, které má odbočky.
Autotransformátor s dvojitým vinutím: V podstatě je založen na běžném transformátoru se dvěma vinutími- s primárním a sekundárním vinutím zapojeným do série, což umožňuje specifické transformace napětí a metody uzemnění. Běžně používané v energetických systémech.
(4) Klasifikace metodou chlazení
Suchý-typ autotransformátoru: Chlazený vzduchem, běžně používaný uvnitř, v laboratořích nebo tam, kde je vyžadována protipožární ochrana.
Autotransformátor ponořený do oleje{0}: Vinutí je ponořeno do izolačního oleje, který zajišťuje chlazení a izolaci. Vysoká kapacita, používá se hlavně ve venkovních energetických systémech.
3.Aplikace autotransformátorů
(1) Průmyslová oblast:
- Spuštění snížení napětí motoru: Používá se ke spouštění velkých ventilátorů, čerpadel, kompresorů atd., aby nedošlo k nadměrnému dopadu na elektrickou síť. Jedná se o jednu z jeho nejklasičtějších a nejrozšířenějších aplikací.
- Regulace napětí: Používá se v továrních dílnách k místnímu nastavení provozního napětí zařízení a zajišťuje, že zařízení pracují při optimálním napětí.
(2) Napájecí systém:
- Propojení sítě: Funguje jako spojovací transformátor, spojující dvě přenosové sítě s podobnými napěťovými úrovněmi (např. 132 kV/275 kV) pro efektivní přenos a distribuci energie.
- Systémové uzemnění: Poskytuje neutrální bod uzemnění.
(3) Laboratoř a testovací pole:
- Nastavitelný střídavý zdroj: Poskytuje plynule nastavitelné napětí pro experimentální obvody, standardní vybavení v elektronických a elektrických laboratořích.
- Testování zařízení: Používá se pro dielektrické testování elektrických zařízení nebo testování výkonu při různých napětích.
(4)Pole pro domácnost a obchod:
- Stabilizátor střídavého napětí: Mnoho stabilizátorů pro domácnost používá uvnitř autotransformátory (obvykle napojené a automaticky spínané přes relé), aby se vyrovnaly s nestabilním síťovým napětím.
- Audio zařízení: Používá se pro přizpůsobení napětí v některých špičkových{0}}audiosystémech.
(5) Železniční doprava:
Elektrifikovaný železniční napájecí systém: Poskytuje požadovaný trakční výkon pro vysokorychlostní vlaky-.
