Hvordan en autotransformator fungerer - hvordan lage

En autotransformator er en elektrisk transformator som bare består av en enkelt, kontinuerlig, ikke-isolert vikling, med tappede terminaler over forskjellige punkter i viklingen. Oppviklingsseksjonen mellom kranene som tilsvarer nettstrømmen påføres med nettstrømforsyningen, mens de resterende kranene brukes til å få de ønskede utgangsspenningene, i samsvar med deres viklingsforhold.

Disse utgangsspenningene kan variere fra nivåer som er høyere enn inngangsforsyningen og lavere enn inngangsstrømmen, avhengig av svingningsforholdet over de aktuelle trykkpunktene ..

Ordet 'auto', er inspirert av det greske ordet 'selv' som er relatert til funksjonen til en enslig viklingsspole over hele transformatoren, uten å involvere noen form for automatisk mekanisme.

I en autotransformator fungerer tappede seksjoner av en enkelt kontinuerlig vikling som både transformatorens primærvikling og sekundærvikling.

Forskjellen mellom autotransformator og step-down transformator

Vanligvis i en hvilken som helst standard nedtransformator finner vi to helt separate viklingsspoler i form av primærvikling og sekundærvikling som er elektrisk isolert, men magnetisk koblet til hverandre, som vist nedenfor.

Her bestemmer forholdet mellom viklingen over primær og sekundær mengden spenning og strømoverføring mellom de to viklingene gjennom magnetisk induksjon.

Betydning, hvis antar at primæren har 10 ganger mer antall omdreininger enn sekundæren, vil en 220 V AC matet på primæren føre til en 10 ganger nedstrammet lavere spenning over sekundæren, lik 220 V / 10 = 22 V.

Tilsvarende, hvis en 22 V vekselstrøm påføres sekundæren, vil det føre til at en forsterket 220 V genereres på primærsiden.

I motsetning til dette er det i en auto-transformator en enkelt kontinuerlig vikling delt inn i forskjellige spenningsapplikasjoner, som bestemmer de forskjellige spenningsnivåene over hele viklingen, som vist nedenfor.

Alle disse tappene er ikke elektrisk isolerte, men kan aktiveres magnetisk akkurat som vår standard transformator, noe som muliggjør proporsjonal mengde spenning og strømdeling over seksjonene, avhengig av forholdet mellom viklingen mellom tappene.

Hvordan lage en autotransformator

En autotransformator kan bygges ved å bruke de samme beregningene som er gjort for en normal trappetransformator, unntatt sekundærsiden.

Å lage en autotransformator er faktisk mye enklere enn standardtransformatoren, siden vi her kan eliminere sekundærsidevikling, og bruke en enkelt primær 300 V eller 400 V kontinuerlig vikling.

Så i utgangspunktet, følg alle trinnene som er forklart i den følgende artikkelen, bare hopp over sekundære sideberegninger, og implementer bare de primære 220 V-sideberegningene.

Slyngende detaljer

Bruk 400 V for primærvoltene og 1 amp for strømmen. Når du er såret, kan du feste kraner på tvers av forskjellige intervaller av viklingen for å oppnå ønsket opp- eller trappet ned spenning.

Fordel og ulempe med en autotransformator

I en autotransformatorvikling har vi normalt minimum 3 kraner som termineres elektrisk som utganger.

På grunn av det faktum at en enkelt vikling fungerer både som primær og sekundær, har autotransformatorer bedre fordel av å være mindre størrelse, lettere i vekt og rimeligere enn typiske dobbeltvindende konvensjonelle nedtransformatorer.

Ulempen med en automatisk trikkformer skyldes imidlertid at ingen av dens viklingsutganger er elektrisk isolert fra vekselstrøm, og kan påføre et dødelig støt når det berøres i svinget PÅ-tilstand.

Blant de andre fordelene med autotransformatorer er den reduserte lekkasjeaktansen, reduserte tap, lavere eksitasjonsstrøm og forbedret VA-klassifisering for enhver eksisterende dimensjon og bulk.

applikasjon

Et godt eksempel på en automatisk transformatorapplikasjon er turistens spenningsomformer, som gjør det mulig for reisende å koble til 230 V-apparater på 120 volt forsyningskilder, eller det motsatte.

En autotransformator med flere utgangskraner kan brukes til å tilpasse spenningen på slutten av en utvidet distribusjonskrets for å motvirke eventuelt overskuddsspenningsfall. Den samme situasjonen kan styres automatisk gjennom en elektronisk koblingskrets.

Dette implementeres normalt via en AVR eller en automatisk spenningsregulator, som automatisk bytter de forskjellige kranene til autotransformatoren gjennom releer eller triacs, for å kompensere for utgangen som svar på endringene i linjespenningen.

Hvordan det fungerer

Som diskutert ovenfor inkluderer en autotransformator bare en vikling med to endeterminaler.

Det kan være en eller flere terminaler i mellom som tappepunkter for å få trappet opp / ned spenningen over tappepunktene. I en auto-transformator finner vi at primær (inngang) og sekundær (utgang) del av spoler har sine svinger til felles.

Denne delen av viklingen som deles av de to primære og sekundære er vanligvis kjent som 'Common Section'.

Mens den delen av viklingen som strekker seg bort fra denne 'vanlige seksjonen' eller delen som ikke deles den primære og sekundære, vanligvis er kjent som 'Serieseksjonen'.

Den primære (inngangs) forsyningsspenningen er koblet over to av de aktuelle terminalene, hvis rangering eller spesifikasjon samsvarer med inngangsforsyningsområdet.

Den sekundære (utgangsspenningen) oppnås fra et par terminaler eller kraner, en bestemt terminal blant disse er normalt til felles, både til inngangen og utgangsspenningsterminalen.

I en autotransformator, siden hele enkeltviklingen er ensartet med spesifikasjonene, er den volt per sving er også det samme på tappepunktene. Dette betyr at spenningen indusert over hver av tappeseksjonene vil være proporsjonal med antall svinger.

På grunn av magnetisk induksjon over viklingen og kjernen vil spenning og strøm tillegges eller trekkes proporsjonalt over viklingen, avhengig av antall svinger.

For eksempel vil de nedre trykkpunktene vise reduserte spenninger og økt strøm med referanse til den felles jordlinjen, mens de øvre trykkpunktene vil vise høyere spenninger og lavere strøm i forhold til den felles jordlinjen.

Det øverste springen i serieseksjonen vil vise spenninger som er høyere enn inngangsforsyningsspenningen.

Imidlertid vil overføringen av inngang og utgang være den samme. Betydning, produktet av spenning og strøm eller V x I vil alltid være lik for inngangs- og utgangsseksjonene.

Hvordan beregne spenning og sving

Siden parameterne spenning, strøm og antall svinger er proporsjonale i naturen, styres formelen for beregning av ampere, spenning og antall svinger av den enkle universelle formelen gitt nedenfor:

N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2

La oss sjekke ut følgende eksempel. Det er viktig å ha minst to parametere i hånden, for å bestemme de gjenværende parameterne mens du beregner en autotramsformer.

Her har vi antall svinger og spenningen for primær- eller inngangssiden til autotransformatoren, men vi vet ikke parametrene på utgangssiden eller belastningssiden.

Anta at vi vil at N7-trykk på utgangssiden skal produsere 300 V AC gjennom 220 V inngangsstrøm. Derfor kan vi beregne på følgende enkle måte:

N1 / N7 = V1 / V7

500 / N7 = 220/300

N7 = 500 x 300/220 = 681 svinger.

Dette innebærer at hvis N7-vikling har 681 omdreininger, vil den produsere de nødvendige 300 V når en inngang på 220 V AC påføres.

Tilsvarende hvis vi vil at viklingen N2 skal generere en spenning, si 24 V, så kan antall svinger denne delen av tappingen beregnes med samme formel:

N1 / N2 = V1 / V2

500 / N2 = 220/24

24 x 500 = 220 x N2

N2 = 500 x 24/220 = 55 omdreininger

Hvordan beregne nåværende vurdering

For å beregne strømstyrken på utgangssiden til en autotransformator, må vi også kjenne strømstyrken til 220 V sidevikling. La oss si at dette er 2 amp, så kan strømmen over N7-viklingen beregnes ved hjelp av følgende grunnleggende effektformel:

V1 x I1 = V7 x I7

220 x 2 = 300 x I7

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

Dette viser at i en automatisk transformator eller hvilken som helst type transformator er utgangseffekten ideell, nesten lik inngangseffekten.

Hvordan konvertere en vanlig transformator til en autotransformator

Som diskutert i de foregående avsnittene i denne artikkelen, har en vanlig transformator to separate viklinger som er elektrisk isolert og danner den respektive primære og sekundære siden.

Siden de to viklingssidene er elektrisk isolerte, blir det umulig å generere tilpassede oppstramede og trappede vekselstrømspenninger fra disse transformatorene, i motsetning til en autotransformator.

Imidlertid, med en liten modifikasjon i enheten, kan en vanlig transformator i stor grad konverteres til en autotransformator. For dette trenger vi ganske enkelt å koble de primære sidetrådene til de sekundære sidetrådene i s-format som vist i følgende diagram:

Her finner vi en vanlig 25-0-25 V / 220 V nedstrømstransformator som blir konvertert til en hendig liten autotransformator, ganske enkelt ved å bli med de relevante sekundære / primære ledningene.

Når ledningene er koblet sammen på den viste måten, tillater den modifiserte autotransformatoren brukeren å skaffe seg et oppstrammet strømnett 220 + 25 = 245 AC V, eller en trappet ned på 220 - 25 = 195 AC V-utganger fra de aktuelle utgangsledningene.