Kuidas autotransformaator töötab - kuidas seda teha

Autotrafo on elektritrafo, mis koosneb ainult ühest pidevast, isoleerimata mähisest, mille mähise eri punktides on koputatavad klemmid. Kraanide vaheline mähisosa, mis vastab võrgu vahelduvvoolule, rakendatakse võrgu vahelduvvoolu toiteallikaga, ülejäänud kraane kasutatakse soovitud väljundpinge saamiseks vastavalt nende mähiste suhtele.

Need väljundpinged võivad varieeruda tasemest, mis on kõrgem kui sisendtoide ja madalam kui sisendvoolu vahelduvvool, sõltuvalt mähise pöörde suhtest vastavas kraanipunktis.

Sõna 'auto' on inspireeritud kreekakeelsest terminist 'mina', mis viitab üksiku mähise toimimisele kogu trafos, ilma igasuguse automaatse mehhanismita.

Autotrafos töötavad ühe pideva mähise koputatud sektsioonid nii trafo primaarmähisena kui ka sekundaarmähisena.

Autotrafo ja astmelise trafo erinevus

Tavaliselt leiame igas standardses astmelises trafos kaks täiesti eraldi mähist primaarmähise ja sekundaarmähise kujul, mis on elektriliselt isoleeritud, kuid magnetiliselt üksteisega ühendatud, nagu allpool näidatud.

Siin otsustab mähise suhe primaarse ja sekundaarse vahel magnetilise induktsiooni abil kahe mähise vahelise pinge ja voolu ülekande suuruse.

See tähendab, et kui oletada, et primaaril on kümme korda rohkem pöördeid kui sekundaarsel, põhjustab primaarse toitega 220 V vahelduvvool sekundaarses ulatuses 10-kordse madalama pinge, mis on võrdne 220 V / 10 = 22 V.

Samamoodi põhjustab sekundaarsele pingele 22 V vahelduvvoolu tekitamine primaarsel küljel võimendatud 220 V pinge.

Vastupidiselt sellele on autotrafos üks pidev mähis, mis on jagatud erinevateks pingelangetusteks, mis määravad kogu mähise erinevad pingetasemed, nagu allpool näidatud.

Kõik need haakeseadised ei ole elektriliselt isoleeritud, kuid neid saab magnetiliselt pingestada nagu meie tavalist trafot, võimaldades proportsionaalset pinge ja voolu jagamist sektsioonides, sõltuvalt mähiste vahekorrast.

Autotrafo valmistamine

Autotrafo saab ehitada samade arvutuste abil, mis tehti tavalise astmelise trafo puhul, välja arvatud sekundaarne külg.

Autotrafo valmistamine on tegelikult palju lihtsam kui tavaline trafo, kuna siin saame kõrvaldada sekundaarse külgmähise ja kasutada ühte peamist 300 V või 400 V pidevat mähist.

Põhimõtteliselt järgige kõiki järgmises artiklis selgitatud samme, jätke lihtsalt teisese külje arvutused vahele ja rakendage ainult esmaseid 220 V külgarvutusi.

Mähised üksikasjad

Kasutage primaarsete voltide jaoks 400 V ja voolu jaoks 1 amp. Pärast kerimist saate kinnitada kraanid mähise eri ajavahemike järel, et saada soovitud suurendatud või vähendatud pingeid.

Autotrafo eelis ja puudus

Autotrafo mähises on meil tavaliselt vähemalt 3 kraani, mis on väljunditena elektriliselt lõpetatud.

Tulenevalt asjaolust, et üks mähis toimib nii esmase kui ka sekundaarse mähisena, on autotransformaatoritel parem eelis olla väiksemad, kergemad ja taskukohasemad kui tavalistel kahekordse mähisega tavapärastel astmelülititrafodel.

Autotrammmuunduri puudus tuleneb asjaolust, et ükski selle mähiseväljunditest pole vahelduvvooluvõrgust elektriliselt eraldatud ja kui see on sisse lülitatud, võib see põhjustada surmava šoki.

Autotrafode muude eeliste hulgas on vähendatud lekkeaktiivsus, väiksemad kadud, väiksem ergutusvool ja suurem VA-reiting kõigi olemasolevate mõõtmete ja masside jaoks.

Rakendus

Hea näide auto-trafo rakendusest on turisti pingemuundur, mis võimaldab reisijal ühendada 230 V seadmeid 120-voldistel toiteallikatel või vastupidi.

Mitme väljundkraaniga autotransformaatorit saab kasutada laiendatud jaotuskontuuri lõpus oleva pinge kohandamiseks, et võidelda ülepinge languse vastu. Sama olukorda saaks automaatselt kontrollida elektroonilise lülitusahela kaudu.

Tavaliselt viiakse see läbi AVR-i või automaatse pingeregulaatori kaudu, mis lülitab autotransformaatori erinevad kraanid releede või triakide kaudu automaatselt välja, et kompenseerida väljundit vastuseks liinipinge muutustele.

Kuidas see töötab

Nagu eespool arutletud, sisaldab autotrafo ainult ühte mähist koos kahe otsaklemmiga.

Vahekohtadena võib olla üks või mitu klemmi, et saada järk-järgult üles / alla pingeid üle kraanipunktide. Autotrafos leiame, et mähiste primaarsel (sisend) ja sekundaarsel (väljund) sektsioonil on ühised pöörded.

See mähise osa, mida jagavad kaks primaarset ja sekundaarset, on tavaliselt tuntud kui 'ühine sektsioon'.

Seda mähise osa, mis ulatub sellest „ühisest sektsioonist” või jaotisest, mis pole ühine põhi- ja sekundaarseks osaks, nimetatakse tavaliselt „seeria sektsiooniks”.

Primaarne (sisend) toitepinge on ühendatud kahe sobiva klemmi vahel, mille nimiväärtus või spetsifikatsioon vastab sisendtoite vahemikule.

Sekundaarne (väljund) pinge saadakse klemmide või kraanide paarist, üks neist on tavaliselt ühine nii sisendi kui ka väljundpinge klemmiga.

Autotrafos on kogu spetsifikatsioonidega ühtne mähis ühtlane volti pöörde kohta on sama ka kõigi kraanipunktide lõikes. See tähendab, et igas kraanisektsioonis indutseeritud pinge on proportsionaalne selle pöörete arvuga.

Magnetilise induktsiooni tõttu mähises ja südamikus liidetakse pinge ja vool proportsionaalselt mähise ulatuses või lahutatakse, sõltuvalt pöörete arvust.

Näiteks näitavad alumised kraanipunktid vähendatud pinget ja suurenenud voolu, viidates ühisele maandusjoonele, samas kui ülemised kraanipunktid näitavad kõrgemat pinget ja madalamat voolu ühise maandusjoone suhtes.

Seeriajao ülemine kraan näitab sisendpinge kõrgemat pinget.

Sisend- ja väljundvõimsuse ülekandmine on aga sama. See tähendab, et pinge ja voolu või V x I korrutis on sisendi ja väljundi sektsioonide jaoks alati võrdne.

Kuidas arvutada pinget ja pöördeid

Kuna parameetrid pinge, vool ja pöörete arv on oma olemuselt proportsionaalsed, reguleeritakse ampri, pinge ja pöörete arvu arvutamise valemit allpool esitatud lihtsa universaalse valemiga:

N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2

Vaatame järgmist näidet. Autotramsformeri arvutamisel on ülejäänud parameetrite määramiseks hädavajalik, et käes oleks vähemalt kaks parameetrit.

Siin on meil autotrafo primaar- või sisendpoole pöörete arv ja pinge, kuid me ei tea parameetreid väljund- või koormusepoolel.

Oletame nüüd, et soovime, et väljundipoolne kraan N7 tooks 300 V vahelduvvoolu 220 V sisendi vahelduvvoolu kaudu. Seetõttu saame arvutada järgmisel lihtsal viisil:

N1 / N7 = V1 / V7

500 / N7 = 220/300

N7 = 500 x 300/220 = 681 pööret.

See tähendab, et kui N7 mähisel on 681 pööret, annab see vajaliku 300 V, kui rakendatakse 220 V vahelduvvoolu sisendit.

Samamoodi, kui me tahame, et mähis N2 tekitaks pinge, näiteks 24 V, siis saaks selle koputamise osa pöörete arvu arvutada sama valemi abil:

N1 / N2 = V1 / V2

500 / N2 = 220/24

24 x 500 = 220 x N2

N2 = 500 x 24/220 = 55 pööret

Kuidas arvutada praegust reitingut

Autotrafo väljundpoole praeguse reitingu arvutamiseks peame samamoodi teadma 220 V külgmise mähise voolutugevust. Oletame, et see on 2 amprit, siis saaks N7 mähise voolu arvutada järgmise põhivõimsuse valemi abil:

V1 x I1 = V7 x I7

220 x 2 = 300 x I7

I7 = 220 x 2/300 = 440/300 = 1,46 amprit.

See näitab, et autotrafos või mis tahes tüüpi trafos on väljundvõimsus ideaalis peaaegu võrdne sisendvõimsusega.

Kuidas teisendada tavaline trafo autotrafoks

Nagu arutati selle artikli eelmistes lõikudes, sisaldab tavaline trafo kahte eraldi mähist, mis on elektriliselt isoleeritud, moodustades vastava primaarse ja sekundaarse külje.

Kuna kaks mähistega külge on elektriliselt isoleeritud, on erinevalt autotransformaatorist võimatu nendest trafodest kohandatud kõrgendatud ja alandatud vahelduvvoolu pingeid genereerida.

Väikese modifikatsiooniga seadmes võiks tavalise trafo siiski üsna suures osas muuta autotrafoks. Selleks peame lihtsalt ühendama primaarsed külgjuhtmed sekundaarsete külgjuhtmetega s-vormingus, nagu on näidatud järgmises skeemis:

Siit leiame tavalise 25-0-25 V / 220 V astmelise trafo, mis muudetakse käepäraseks väikeseks autotransformaatoriks, lihtsalt ühendades vastavad sekundaarsed / primaarsed juhtmed.

Kui juhtmed on näidatud viisil ühendatud, võimaldab modifitseeritud autotrafo kasutajal hankida vastavatest väljundjuhtmetest võimendatud võrgu 220 + 25 = 245 AC V või 220–25 = 195 AC V väljundvõrgu.