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?
• Что представляют собой оба устройства?
• В чем отличия трансформатора от автоварианта?
• Для чего используются автотрансформаторы?
• Типы защиты автотрансформаторов
• Ограничения в использовании автотрансформаторов

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.

Электрическая схема автотрансформатора. Чем отличается автотрансформатор от трансформатора, устройство, назначение, принцип действия. Чем отличается автотрансформатор от трансформатора

Для плавной регулировки напряжения переменного тока в различных работах, связанных с электротехникой, служат автотрансформаторы (ЛАТР). Их чаще всего используют для изменения напряжения в бытовых приборах, строительстве.

Автотрансформатор – это один из видов трансформаторов. Две обмотки в этом приборе имеют между собой прямое соединение. Вследствие этого между ними появляются два вида связи, одна из которых электромагнитная, а другая электрическая. Катушка имеет несколько выводов с разными значениями выхода напряжения. Отличие от обычного трансформатора состоит в повышенной эффективности, вследствие частичного изменения мощности.

Конструктивные особенности

Трансформаторами называют электроаппаратуру с наличием более 2-х и более обмоток, которые имеют индуктивную связь, служащую для изменения электроэнергии по напряжению.

Обмотка может быть одна только у автотрансформатора, либо несколько обмоток, охваченных магнитным потоком, намотанных на сердечник с ферромагнитными свойствами, у других трансформаторов.

Сегодня приобрели популярность 1-фазные трансформаторы (ЛАТР). Это лабораторный вариант трансформатора, в котором обе обмотки между собой не изолированы, а имеют прямое соединение, поэтому кроме электромагнитной связи у них имеется электрическая связь. Такая общая катушка оснащена несколькими выводами. На их выходе можно получить разное по величине напряжение.

Принцип работы

Благодаря особенности конструкции автотрансформаторы могут выдавать как пониженное напряжение, так и повышенное. На рисунке показаны схемы автотрансформаторов с понижением и повышением напряжения.

Если подключить источник переменного тока к Х и «а», то создается магнитный поток. В этот момент в витках катушки индуцируется разность потенциалов одинакового значения. В итоге, между Х и «а» появляется ЭДС, равная значению ЭДС 1-го витка, умноженного на число витков обмотки, находящихся в промежутке между этими точками.

При подключении нагрузки потребителя к катушке к клеммам Х и «а», ток вторичной катушки пойдет по участку обмотки между этими точками. Имея ввиду то, что первичный и вторичный токи между собой накладываются друг на друга, между Х и «а» будет проходить незначительный ток.

Из-за такой особенности работы автотрансформатора основную часть обмотки выполняют из провода малого поперечного сечения, что уменьшает его стоимость. Если необходимо изменить напряжение в небольших пределах, то целесообразно применять такие автотрансформаторы (ЛАТР).

Типы автотрансформаторов

Нашли применение несколько типов автотрансформаторов:

• ВУ–25 — Б , служит для сглаживания вторичных токов в защитных схемах трансформаторов.
• АТД — мощность 25 ватт, долгонасыщаемый, имеет старую конструкцию и мало используется.
• ЛАТР — 1 , служит для применения с напряжением 127 вольт.
• ЛАТР — 2 , применяется с напряжением 220 вольт.
• ДАТР — 1 , служит для слабых потребителей.
• РНО – для мощной нагруженности.
• АТЦН применяется в измерительных телеустройствах.

Автотрансформаторы также подразделяют по мощности:

• Малой мощности, до 1000 вольт;
• Средней мощности, свыше 1000 вольт;
• Силовые.

Лабораторные автотрансформаторы

Такой вариант исполнения используют в сетях низкого напряжения для регулировки напряжения в условиях лабораторий. Такие однофазные ЛАТР выполнены из ферромагнитного сердечника в виде кольца, на которое намотан один слой медного провода в изоляции.

В нескольких местах обмотки сделаны выводы в виде ответвлений. Это дает возможность применять такие устройства в качестве автотрансформаторов с возможностью повышения, либо понижения напряжения с неизменным коэффициентом трансформации. Сверху на обмотке выполнена узкая дорожка, на которой очищена изоляция. По ней двигается роликовый или щеточный контакт, позволяющий плавно изменять вторичное напряжение.

Витковых коротких замыканий в таких лабораторных автотрансформаторах не случается, так как ток нагрузки и сети в обмотке направлены навстречу друг другу и близки по значению. Мощности ЛАТР выполняют от 0,5 до 7,5 кВА.

Трехфазные трансформаторы

Кроме других вариантов исполнений существуют еще и трехфазные варианты автотрансформаторов. У них бывает, как три, так и две обмотки.

В них чаще всего соединяют в виде звезды с отдельной точкой нейтрали. Соединение звездой дает возможность понизить напряжение, рассчитанное для изоляции прибора. Для уменьшения напряжения питание подводят к клеммам А, В, С, а выход получают на клеммах а, b, с. Для повышения напряжения все делается наоборот. Такие трансформаторы используют для уменьшения уровня напряжения при запуске мощных электромоторов, а также для регулировки напряжения по ступеням в электрических печах.

Высоковольтные автотрансформаторы применяют в высоковольтных системах сетей. Использование автотрансформаторов оптимизирует эффективность энергетических систем, дает возможность уменьшить стоимость транспортировки энергии, однако при этом способствует повышению токов коротких замыканий.

Режимы работы

• Автотрансформаторный.
• Комбинированный.
• Трансформаторный.

При соблюдении требований эксплуатации автотрансформаторов, в том числе соблюдения контроля температуры масла, он может функционировать длительное время без перегрева и поломок.

Достоинства и недостатки

Можно выделить такие преимущества:

• Преимуществом можно назвать высокий КПД, потому что преобразуется лишь малая часть мощности трансформатора, а это имеет значение, когда напряжения выхода и входа отличаются на малую величину.
• Уменьшенный расход меди в катушках, а также стали сердечника.
• Уменьшенные размеры и вес автотрансформатора позволяют создать хорошие условия перевозки к месту монтажа. Если необходима большая мощность трансформатора, то его можно изготовить в пределах допустимых ограничений габаритов и массы для перевозки на транспорте.
• Низкая стоимость.
• Плавность съема напряжения с подвижного токосъемного контакта, подключенного к обмотке.

Недостатки автотрансформаторов:

• Чаще всего катушки подключают звездой с нейтралью, которая заземлена. Соединения по другим схемам также возможны, но при их выполнении возникают неудобства, вследствие чего используются редко. Производить заземление нейтрали необходимо через сопротивление, либо глухим методом. Но нельзя забывать, что сопротивление заземления не должно допускать превышения разности потенциалов на фазах в тот момент, когда какая-либо одна фаза замкнула накоротко на землю.
• Повышенный потенциал перенапряжений во время грозы на входе автотрансформатора делает необходимым монтаж разрядников, которые не отключаются при выключении линии.
• Электрические цепи не изолированы друг от друга (первичная и вторичная).
• Зависимость низкого напряжения от высокого, вследствие чего сбои и скачки высокого напряжения оказывают влияние на стабильность низкого напряжения.
• Низкий поток рассеивания между первичной и вторичной обмоткой.
• Изоляцию обеих обмоток приходится выполнять для высокого напряжения, так как присутствует электрическая связь обмоток.
• Нельзя применять автотрансформаторы на 6-10 киловольт в качестве силовых с уменьшением напряжения до 380 вольт, потому что к такому оборудованию имеют доступ люди, а вследствие аварии напряжение с первичной обмотки может попасть на вторичную.

Применение

Автотрансформаторы имеют широкую область использования в разных сферах деятельности человека:

• В устройствах малой мощности для настройки, питания и проверки промышленного и бытового электрооборудования, приборов автоматического управления, в лабораторных условиях на стендах (ЛАТРы), в устройствах и приборах связи и т.д.
• Силовые варианты исполнений 3-фазных автотрансформаторов применяют для снижения тока запуска электродвигателей.
• В энергетике мощные образцы автотрансформаторов применяют для осуществления связи сетей высокого напряжения с близкими по напряжению сетями. Коэффициент трансформации в таких устройствах обычно не превосходит 2 – 2,5. Чтобы изменять напряжение в еще больших размерах, требуются другие устройства, а применение автотрансформаторов становится нецелесообразным.
• Металлургия.
• Коммунальное хозяйство.
• Производство техники.
• Нефтяное и химическое производство.
• Учебные заведения применяют ЛАТРы для показа опытов на уроках физики и химии.
• Стабилизаторы напряжения.
• Вспомогательное оборудование к станкам и самописцам.

Как выбрать автотрансформатор

Для начала определите, где будет использоваться автотрансформатор. Если для испытаний силового оборудования на предприятии, то необходима одна модель, а для питания автомагнитолы во время ремонта, то совсем иная.

• Мощность . Необходимо рассчитать нагрузку всех потребителей. Их общая мощность не должна быть больше мощности автотрансформатора.
• Интервал регулировки . Этот параметр зависит от действия прибора, то есть, на повышение или на понижение. Чаще всего приборы относятся к виду с понижением напряжения.
• Напряжение питания . Если вы хотите подключить автотрансформатор к домашней сети, то лучше приобрести прибор на 220 вольт, а если для 3-фазной сети, то на 380 вольт.

С таким прибором вы можете изменить значения напряжения сети и выставить те значения, которые нужны для конкретного вида нагрузки.

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.

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.

Главное отличие автотрансформатора от обычного трансформатора состоит в том, что две его обмотки обязательно имеют между собой электрическую связь, они наматываются на одном стержне, мощность передается между обмотками комбинированным способом — путем электромагнитной индукции и электрического соединения. Это снижает габариты и стоимость машины (причины и расчет этого факта приведены ниже). Автотрансформатор может быть сделан двухобмоточным и многообмоточным, в каждой из этих модификаций автотрансформаторов обязательно присутствуют обмотки ВН (высшего напряжения — вход ) и СН (среднего напряжения — выход ), электрически соединенные между собой. В многообмоточных моделях имеется еще одна или несколько обмоток НН (низкого напряжения ), которая имеет с первыми двумя только индуктивную электромагнитную связь. В трехфазном автотрансформаторе обмотки ВН и СН соединяются в звезду с глухозаземленной нейтралью U 0 (точка 0 на рис. 1), а обмотки НН обязательно соединены в треугольник Ñ. По рисунку 1 видно, что обмотка ВН включает в себя общую обмотку ОА m , которая, собственно, и составляет обмотку СН, и последовательной обмотки А m А.

Распределение токов, в работающем автотрансформаторе в режиме номинальной нагрузки, между обмотками неодинаково. В последовательной обмотке А m Апроходит ток нагрузки ВН — I А. По закону электромагнитной индукции в сердечнике автотрансформатора создается магнитный поток, который индуктирует в обмотке СН ток I Am . Таким образом, ток общей обмотки СН образован суммой токов последовательной обмотки I А с электрической связью (ВН и СН), и тока I Am , по магнитной связи этих же обмоток — I СН =I А +I Am .

Рис. 1. Обмотки автотрансформатора: 1— трехфазного; 2— однофазного

Значение мощности на выходе автотрансформатора равно мощности на его входе. При отсутствии обмотки НН, мощность ВН равна мощности СН, это и есть номинальная мощность S ном автотрансформатора по электрической связи. Она равна произведению номинального напряжения обмотки ВН U ВН, на номинальный ток I ВН последовательной обмотки.

Рассчитывают еще и типовую мощность автотрансформатора называют, которая составляет часть номинальной мощности, передаваемой электромагнитным путем.

S т =S ном* а в , где а в =1-U СН /U ВН — коэффициент выгодности автотрансформатора. Он определяет долю типовой мощности в составе номинальной, чем она меньше, тем меньше габариты и сечения сердечника (магнитопровода) и обмоток автотрансформатора, которые рассчитываются исходя не из полной номинальной, а только из её части — типовой мощности. Поэтому изготовление автотрансформаторов значительно дешевле, чем обычных трансформаторов такой же мощности.

Мощность на общей обмотке является одним из главных параметров, которые нужно контролировать при работе автотрансформатора, превышение её в длительном режиме недопустимо. На рисунке 1 показаны варианты подключения амперметра для измерения нагрузки на общей обмотке при и варианте автотрансформатора.

Чем меньше коэффициент трансформации (чем ближе значения U СН и U ВН), тем выгоднее использование автотрансформаторов и дешевле их изготовление.

Еще одним большим достоинством автотрансформаторов можно назвать возможность регулированиянапряжения под нагрузкой без прерывания питания потребителей. Для большинства автотрансформаторов используется способ переключения ответвлений регулировочной обмотки. Эти регулировочные ответвления берутся от менее нагруженной обмотки ВН, особые устройства — переключатели ответвлений изменяют число включенных в работу витков, тем самым увеличивая или уменьшая коэффициент трансформации и напряжение выхода. Такое регулирование возможно в ручном и автоматическом режимах (при помощи следящих систем с обратной связью, это делает автотрансформатор стабилизатором напряжения). Требования к качеству выходного напряжения для питания потребителей обуславливают применение и важность таких устрйств.

На рисунке 2 показаны схемы регулирования напряжения выхода А mна автотрансформаторе на стороне ВН (1) и на стороне СН (2). Таковы устройство и принципы работы автотрансформаторов.

Существуют ситуации, при которых необходимо изменять напряжение в относительно небольших пределах. Легче всего осуществить это при помощи однообмоточных трансформаторов, которые также еще называют автотрансформаторами. В том случае, если коэффициент трансформации не сильно отличается от единицы, то разница между токами в первичной и вторичной обмотках будет небольшой. Если объединить обе эти обмотки получится схема самого обычного автотрансформатора. Эти трансформаторы относят к группе устройств специального назначения.

Главное отличие автотрансформаторов от обычных трансформаторов представляет собой тот факт, что у них обмотка самого низкого напряжения является неотъемлемой частью обмотки самого высокого напряжения. Иными словами, цепи у этих обмоток имеют, помимо магнитной, еще и гальваническую связь. Для того чтобы получить повышение или понижения напряжения необходимо соответствующим образом включить обмотки автотрансформатора. Целесообразней всего использовать их в тех случаях, когда требуется незначительное изменение напряжения. Тогда часть обмотки, соединяющая обе цепи, может быть выполнена из тонкого провода, что позволяет сэкономить металл и, разумеется, средства.

Принцип действия автотрансформаторов

Также при помощи автотрансформатора можно значительно сэкономить на стали, которая используется для изготовления магнит провода. Если учесть тот факт, что этот участок является довольно протяженным, то экономия получается существенной. В других электромагнитных преобразователях передача энергии происходит через магнитное поле между двумя обмотками. В автотрансформаторах она осуществляется как через магнитное поле, так и через непосредственную электрическую связь.

Подобное устройства уже успели показать себя исключительно с хорошей стороны. Автотрансформаторы отлично конкурируют с традиционными двухобмоточными трансформаторами. Но только тогда, когда их коэффициент трансформации не сильно отличается от единицы. По большому счету, автотрансформаторы в плане конструкции мало чем отличаются от трансформаторов. В них так же имеются стержни магнитопровода, на которых устанавливаются две обмотки, от которых берутся выводы. Большинство деталей, используемых в автотрансформаторах, применяются и в двухобмоточных трансформаторах.

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:

1. ВУ-25-Б. Создан для уравнивания токов вторичной обмотки при использовании схемы дифференциальной защиты силовых трансформаторов.
2. АТД. Мощность находится на уровне 25Вт. Имеет устаревший тип конструкции. Он долго насыщается и применяется достаточно редко.
3. ЛАТР-1. Принцип действия этого автотрансформатора позволяет применять его при нагрузке 127В.
4. ЛАТР-2. Изготавливается для бытовой сети (220В). В ЛАТРе позволяется регулировать напряжение при помощи скользящего по виткам катушки контакта.
5. ДАТР-1. Применяется при незначительной нагрузке в специальном оборудовании.
6. РНО. Используется в условиях повышенной нагрузки.
7. РНТ. Эксплуатируется при наиболее сильных нагрузках в сетях специального назначения.
8. 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.

Разница между изолирующим трансформатором и автотрансформатором

Автотрансформаторы и изолирующий трансформатор — это две разные формы трансформаторов. У них есть одинаковые и отличия.

Тип трансформаторов, все они используют своего рода преобразование энергии между переменным магнитным полем и переменным током в катушке для преобразования напряжения.

Другими словами, принцип работы автотрансформатора и разделительного трансформатора одинаков.

Сегодня мы специально поговорим о разнице между автотрансформатором и разделительным трансформатором.

Содержание

Различие в структуре катушки

Первичная и вторичная катушки автотрансформатора представляют собой общую катушку.

Выход вторичного напряжения использует напряжение, генерируемое собственной индуктивностью катушки.

Выходное напряжение основано на числе витков общей выходной части катушки и общей катушки Рассчитывается по соотношению числа витков.

Аналогично расчету разделительного трансформатора. Другими словами, если это трехфазный автотрансформатор, то на каждую фазу приходится только одна катушка, а всего катушек три.

Первичная и вторичная обмотки изолирующего трансформатора не зависят друг от друга.

Выходное напряжение вторичной обмотки создается за счет взаимной индуктивности между катушками.

Выходное напряжение также рассчитывается в соответствии с соотношением витков катушки между первичной и вторичной сторонами.

Следовательно, если это трехфазный разделительный трансформатор, то он имеет шесть катушек, причем по две катушки на каждой фазе объединены в единое целое в виде внутреннего и внешнего комплектов.

Различные способы подключения катушки

Первичная обмотка и вторичная обмотка на каждой фазе автотрансформатора фактически представляют собой одну обмотку, а способы ее подключения — соединения «звезда» и «△».

«Y» означает, что общие точки первичной и вторичной катушек соединены вместе как общая нейтральная точка, которая является нулевой линией, о которой мы часто говорим.

Отвод от середины каждой фазной катушки является выходной клеммой трансформатора.

Другой конец катушки является входным концом трансформатора.

Этот тип автотрансформатора фактически может выдавать два разных напряжения. То есть трансформатор с соединением «звезда» может выдавать два разных напряжения.

Так же, как мы часто говорим о трехфазном 380В и однофазном 220В. Напряжение между проводом под напряжением и проводом под напряжением — это линейное напряжение, а напряжение между проводом под напряжением и нейтральным проводом — фазное напряжение.

Линейное напряжение в 1,732 раза превышает фазное. Выходное напряжение отличается из-за разных точек подключения.

Это характеристика автотрансформатора, а также характеристика трансформатора соединения Y.

Автотрансформатор также имеет способ подключения «△». Его также называют треугольником Яньбянь. А вот в автотрансформаторе часто бывает только один способ подключения в трансформаторе.

Поскольку первичная и вторичная обмотки изолирующего трансформатора независимы друг от друга, это позволяет подключать первичную и вторичную обмотки одинаковым или различным образом.

Например, первичная катушка — «△», вторичная катушка — «Y» или «△», первичная катушка — «Y», а вторичная катушка — «△» или «Y», и в зависимости от фазы катушки, ее можно расширить десятками различных способов подключения.

Конечно, будь то автотрансформатор или разделительный трансформатор, способ подключения «△» не имеет нейтрального провода.

Если вторичная обмотка изолирующего трансформатора имеет номер «△», то он может выдавать только напряжение A для нагрузки. Он не так удобен, как трансформаторный способ подключения «Y».

Обычно используется для резистивных или индуктивных трехфазных симметричных нагрузок, для которых не требуется нейтральный провод.

Различные режимы работы

При работе автотрансформатора входная и выходная стороны электрически и магнитно связаны.

Почему вы так говорите, потому что выходное напряжение общей части является наведенным напряжением, создаваемым собственной индуктивностью катушки.

Используется в катушке В переменном магнитном поле индуцированный ток используется для получения индуцированного напряжения.

С другой стороны, поскольку первичная и вторичная обмотки автотрансформатора сами по себе являются катушкой, входная и выходная стороны во время работы напрямую соединены друг с другом, но выходное напряжение изменилось.

Следовательно, в работе автотрансформатора есть электричество.

Также имеется магнитное соединение. В трехфазной четырехпроводной электросети при случайном прикосновении тела человека к любой ненулевой выходной клемме автотрансформатора возникает опасность поражения электрическим током.

При работе изолирующего трансформатора, поскольку первичная и вторичная обмотки не соединены, а независимы друг от друга, изолирующий трансформатор соединен только магнитно, а не электрически.

Во время работы тело человека случайно коснется выхода изолирующего трансформатора Когда одиночный вывод изолирующего трансформатора, как правило, не опасен, это связано с тем, что вход и выход изолирующего трансформатора не изолированы друг от друга и не могут обмениваться данными друг друга.

На самом деле играет роль изоляции. Поэтому изолирующий трансформатор имеет другое название — трансформатор безопасности. (Это может быть только безопаснее для человеческого тела, чем автотрансформатор в определенной степени

Изолирующий трансформатор

Разница между напряжением импеданса и током короткого замыкания

Четвертый элемент является более профессиональным параметром. Уникальная структура двух трансформаторы связаны

Первичная и вторичная обмотки автотрансформатора являются общими, поэтому радиальная толщина катушки мала, поэтому напряжение импеданса низкое, а первичная и вторичная стороны изолирующего трансформатора взаимно соединены

Независимость, большое количество слоев катушки, большая радиальная толщина и напряжение импеданса выше, чем у автотрансформатора.

Из-за разницы в напряжении импеданса ток короткого замыкания катушек двух трансформаторов при коротком замыкании вторичной обмотки сильно различается.

Ток короткого замыкания в автотрансформаторе намного больше, чем ток короткого замыкания в изолирующем трансформаторе.

Повреждение катушки этим током также различно в двух трансформаторах.

То есть, когда автотрансформатор и разделительный трансформатор одинаковой мощности имеют вторичное короткое замыкание, катушка автотрансформатора выдержит гораздо больший ток короткого замыкания, чем разделительный трансформатор. .

Таким образом, способность автотрансформатора противостоять коротким замыканиям хуже, чем у разделительного трансформатора.

Уровень повреждений при коротком замыкании на вторичной стороне высок.

В то же время автотрансформатор имеет небольшую радиальную толщину, а магнитное поле рассеяния во время работы меньше, чем у изолирующего трансформатора, поэтому железный сердечник

Требование ниже, чем у изолирующего трансформатора, другими словами, того же типа из листового материала плотность магнитного потока железного сердечника автотрансформатора может быть выше, чем у разделительного трансформатора.

Различия в функции улучшения качества электроэнергии

Первичная и вторичная стороны автотрансформатора соединены напрямую, и помехи в сети первичной стороны будут напрямую добавлены к нагрузке трансформатора.

В то же время помехи, создаваемые нагрузкой, также будут добавлены к основной боковой сетке, чтобы мешать другим нагрузкам в той же сетке. Оборудование.

Не способствует оптимизации качества электроэнергии в энергосистеме.

Разделительный трансформатор другой.

Помехи в первичной боковой сети частично ослаблены или изолированы за счет характеристик самой катушки, препятствующих изменению переменного тока.

Таким образом, помехи, добавляемые к нагрузке вторичной стороны, меньше, чем помехи автотрансформатора.

Таким же образом помехи, создаваемые нагрузкой на вторичной стороне, также будут ослаблены или частично изолированы трансформатором, что не будет вызывать все больше и больше помех в сети общего пользования, что сыграло свою роль в очистке сети.

Эффект. То есть эффект изоляции помех. Величина этого эффекта связана с частотой помех.

Размер и стоимость разные.

Из первого пункта выше видно, что автотрансформатор меньше по объему, чем разделительный трансформатор.

Вес также легкий. Соответствующая себестоимость изготовления ниже, чем у разделительного трансформатора той же мощности.

При этом, как указано в четвертом пункте, требования к сердечнику автотрансформатора ниже, чем у разделительного трансформатора, поэтому для двух трансформаторов одинаковой мощности сечение сердечника автотрансформатора может быть меньше чем у разделительного трансформатора.

С точки зрения использования автотрансформатор выше, чем разделительный трансформатор.

Поскольку автотрансформатор не имеет расходных материалов сердечника или проводов, чем изолирующий трансформатор, стоимость изготовления автотрансформаторного трансформатора ниже, чем у изолирующего трансформатора, а объем меньше.

Вес меньше, чем у изолирующего трансформатора, и транспортировка также удобна.

Разделительный трансформатор используется в некоторых случаях, когда требуется высокий уровень безопасности и высокое качество сигнала источника питания.

Поделиться:

Еще сообщения

солнечная тепловая электростанция

Девять вопросов и ответов о солнечной тепловой электростанции Daelim является ведущим китайским брендом электрических решений. Daelim предлагает высококачественную продукцию по доступной цене. Это

трансформатор 66кВ

Анализ неисправности трансформатора 66 кВ Для случая деформации вторичной обмотки трансформатора 66 кВ мы разработали и проанализировали весь процесс трансформатора 66 кВ из

проходной трансформатор

Диагностика деградации изоляции корпуса ввода распределительного трансформатора В этой статье автор представляет ввод главного трансформатора 500 кВ с аномальными диэлектрическими потерями и теоретически анализирует

бесс электростанция

Ключевой технологический проект электростанции Bess Быстрое развитие социальной экономики увеличило спрос людей на электроэнергию и требования к строительству зарядных станций.

О Бин Донг

Здравствуйте, я Бин, генеральный директор Daelim, ведущего производителя трансформаторов. Если у вас возникли проблемы при поиске оборудования, вам нужно сообщить нам об этом.

Щелкните здесь

Разница между автотрансформатором и обычным трансформатором

Привет, друзья! Надеюсь, у вас все хорошо. В сегодняшнем уроке мы обсудим разницу между автотрансформатором и обычным трансформатором. Основное различие между автотрансформаторами заключается в том, что в автотрансформаторах используется одна обмотка, а в обычном трансформаторе используются 2 разные обмотки.

В сегодняшней статье мы подробно рассмотрим как автотрансформатор, так и обычный трансформатор. Мы сравним их, чтобы найти отличия. Итак, давайте начнем с Разница между автотрансформатором и обычным трансформатором.

Разница между автотрансформатором и обычным трансформатором

Автотрансформатор

• Тип трансформатора с одной обмоткой по сравнению с другим трансформатором с более чем одной обмоткой.

• Одинарная обмотка имеет такую ​​конфигурацию, что состоит из двух частей, одна из которых используется как первичная, а другая — как вторичная.
• В то время как в других преобразователях используются разные обмотки — первичная и вторичная
• Состоит из 3-х номеров врезок, где создаются соединения.
• Благодаря использованию одинарной обмотки стоимость его конструкции ниже, чем у других трансформаторов.
• При этом есть недостаток, необходима определенная изоляция между двумя частями обмоток, что может вызвать короткое замыкание при отсутствии выхода.
• Он также имеет то преимущество, что меньшее значение реактивного сопротивления рассеяния, меньшие потери мощности, чем у других
• Может использоваться как регулятор напряжения при различных нагрузках
• Часть обмоток этого трансформатора, которая является общей для первичной и вторичной обмотки, называется общей частью, а другая часть называется последовательной.
• здесь приведено уравнение, используемое для измерения напряжения трансформатора.
• В1/В2=Н1/Н2
• Его работа основана на явлении самоиндукции
• Требуется меньшее значение начального тока из-за простой конструкции
• значение выходного напряжения может изменяться в зависимости от потребности нагрузки

Обычный трансформатор

• В обычном трансформаторе есть две обмотки, первая работает как первичная, а вторая используется как вторичная обмотка.
• Работает на явлениях взаимной индукции.

• Работа трансформатора заключается в изменении уровня напряжения с одного на другой.
• Если он преобразуется из высокого в низкий, вызывается понижающий, а если из низкого в высокий, вызывается повышающий преобразователь
• Работа трансформатора основана на законе электромагнитной индукции Фарадея
• Преобразование, используемое в системе производства электроэнергии, называемое силовым трансформатором, и преобразование, используемое на стороне нагрузки для уменьшения нагрузки, называемое распределительным трансформатором
• По сравнению с автотрансформатором его цена выше из-за больших габаритов.
• Происходят потери с большей величиной, чем автотрансформатор.

• Отключено постоянное значение напряжения на нагрузке.
• общий вид потерь в трансформаторе на вихревые токи, гистерезисные потери
• Его основными частями являются сердечник, поверх которого наматываются обмотки.

Итак, это подробный пост о разнице между автотрансформатором и обычным трансформатором, если у вас есть какие-либо вопросы, задавайте их в комментариях. Спасибо за прочтение. Хорошего дня.

Новое поступление алюминиевых плит всего за 2 долл. США

Купоны на 54 доллара также могут применяться к заказам на 3D-печать. Специальное предложение для 3D-печати начинается с 1

Автор: Генри

http://www.theengineeringknowledge.com

Я профессиональный инженер и выпускник из известного инженерного университета, также имеют опыт работы инженером в различных известных отраслях.