Како функционише аутотрансформатор - како направити

Аутотрансформатор је електрични трансформатор који се састоји од само једног, континуираног, неизолираног намотаја, са испупченим стезаљкама на различитим тачкама намотаја. Одељак за намотавање између славина које одговарају мрежном наизменичном напону примењује се на мрежни напон, док се преостали славине користе за добијање жељених излазних напона, у складу са њиховим односима намотаја.

Ови излазни напони могу се кретати од нивоа вишег од улазног напајања и нижег од улазног мрежног напона, у зависности од односа окретаја намотаја на релевантним тачкама додира.

Реч „ауто“ инспирисана је грчким термином „селф“ који се односи на функционисање усамљене завојнице намотаја преко целог трансформатора, без укључивања било каквих аутоматских механизама.

У аутотрансформатору, одсеци појединачног непрекидног намотаја функционишу и као примарни и као секундарни намотај трансформатора.

Разлика између аутоматског трансформатора и степ-довн трансформатора

Типично у било ком стандардном силазном трансформатору налазимо две потпуно одвојене завојнице намотаја у облику примарног и секундарног намотаја који су електрично изоловани, али магнетно повезани једни с другима, као што је приказано у наставку.

Овде однос намотаја између примарног и секундарног одређује количину преноса напона и струје између два намотаја магнетном индукцијом.

Што значи, ако претпоставимо да примарни има 10 пута већи број завоја од секундарног, тада ће 220 В наизменична струја напајана на примарном проузроковати 10 пута нижи напон на секундарном, једнак 220 В / 10 = 22 В.

Слично томе, ако се 22 В наизменична струја примени на секундарну, на примарној страни ће се појачати појачани 220 В.

Супротно овоме, у аутоматском трансформатору постоји један непрекидни намотај подељен у разна одвајања напона, који одређују различите нивое напона на целом намотају, као што је приказано доле.

Сва ова одвода нису електрично изолована, али се могу магнетно напајати баш као и наш стандардни трансформатор, омогућавајући сразмерну количину напона и струје у поделама, у зависности од односа намотаја између одвода.

Како направити аутотрансформатор

Аутотрансформатор се може направити користећи исте прорачуне као и за нормални силазни трансформатор, осим секундарне стране.

У ствари је израда аутотрансформатора много лакша од стандардног трансформатора, јер овде можемо елиминисати секундарни бочни намотај и користити један примарни непрекидни намотај од 300 В или 400 В.

У основи, следите све кораке објашњене у следећем чланку, само прескочите секундарне бочне прорачуне и примените само примарне бочне прорачуне од 220 В.

Детаљи намотаја

Користите 400 В за примарне волте и 1 амп за струју. Једном намотани, можете причврстити славине на различите интервале намотаја за постизање жељеног појачаног или силазног напона.

Предност и недостатак аутоматског трансформатора

У намотају аутотрансформатора обично имамо најмање 3 славине које су електрично завршене као излази.

Због чињенице да појединачни намотај функционише и као примарни и као секундарни, аутотрансформатори имају бољу предност што су мање величине, лакше тежине и приступачнији од типичних конвенционалних силазних трансформатора са двоструким намотајем.

Међутим, недостатак ауто-трамформера произлази из чињенице да ниједан његов излаз намотаја није електрично изолован од мреже наизменичне струје и може нанети смртоносни шок када га додирнете у укљученом стању.

Међу осталим предностима аутотрансформатора су смањена реактанција цурења, смањени губици, нижа струја побуде и побољшана ВА вредност за било коју постојећу димензију и обим.

Апликација

Добар пример примене аутоматског трансформатора је претварач напона туриста, који путнику омогућава повезивање уређаја од 230 В на изворе напајања од 120 волти, или супротно.

Аутотрансформатор који има неколико излазних славина могао би се користити за прилагођавање напона на крају проширеног дистрибутивног круга како би се супротставио сваком вишку пада напона. Иста ситуација би се могла аутоматски контролисати путем електронског склопног кола.

То се обично примењује преко АВР-а или аутоматског регулатора напона, који аутоматски пребацује различите славине аутотрансформатора кроз релеје или тријаке, ради компензације излаза као одговор на промене линијског напона.

Како то ради

Као што је горе речено, аутотрансформатор укључује само један намотај са 2 крајња терминала.

Између могу бити један или више терминала као тачке додира за добивање појачаних горе / доле напона на тачкама додира. У ауто-трансформатору налазимо да су примарни (улазни) и секундарни (излазни) део завојница заједнички.

Овај део намотаја који деле два примарна и секундарна дела обично је познат као „заједнички одељак“.

Док је део намотаја који се протеже од овог „заједничког одељка“ или дела који није заједнички примарни и секундарни обично познат као „одељак серије“.

Примарни (улазни) напон напајања повезан је на два одговарајућа терминала, чија оцена или спецификација одговара опсегу улазног напајања.

Секундарни (излазни) напон добија се из пар терминала или славина, један одређени терминал међу њима је обично заједнички, како улазном тако и излазном напонском терминалу.

У аутотрансформатору, пошто је целокупан појединачни намотај уједначен са својим спецификацијама, његов волти по окрету је такође исти на свим тачкама додира. То значи да ће напон индукован на сваком од секција славине бити пропорционалан броју окретаја.

Због магнетне индукције преко намотаја и језгра, напон и струја ће се пропорционално додавати или одузимати преко намотаја, у зависности од броја завоја.

На пример, доње тачке додира приказују смањени напон и повећану струју у односу на заједничку линију уземљења, док ће горње тачке додира показивати веће напоне и доњу струју у односу на заједничку линију тла.

Највиши додир унутар одељка серије показиват ће напоне веће од улазног напона напајања.

Међутим, пренос улазне и излазне снаге биће исти. Значи, умножак напона и струје или В к И увек ће бити једнак за улазну и излазну секцију.

Како израчунати напон и завоје

Будући да су параметри напон, струја и број завоја сразмерне природе, формулом за израчунавање ампера, напона и броја завоја управља једноставна универзална формула дата у наставку:

Н1 / Н2 = В1 / В2 = И1 / И2

Проверимо следећи пример. Неопходно је имати најмање два параметра у руци, како бисте одредили преостале параметре током израчунавања аутотрансформатора.

Овде имамо број завоја и напон за примарну или улазну страну аутотрансформатора, али не знамо параметре на излазној страни или на страни оптерећења.

Сада, претпоставимо да желимо да славина Н7 на излазној страни производи 300 В наизменичног напона кроз улазни напон од 220 В. Стога можемо израчунати на следећи једноставан начин:

Н1 / Н7 = В1 / В7

500 / Н7 = 220/300

Н7 = 500 к 300/220 = 681 окрета.

То подразумева да ће, ако Н7 намотај има 681 завој, произвести потребних 300 В, када се примени улаз од 220 В наизменичне струје.

Слично томе, ако желимо да намотај Н2 генерише напон, рецимо 24 В, онда би се број завоја у овом делу тапкања могао израчунати помоћу исте формуле:

Н1 / Н2 = В1 / В2

500 / Н2 = 220/24

24 к 500 = 220 к Н2

Н2 = 500 к 24/220 = 55 окретаја

Како израчунати тренутну оцену

За израчунавање тренутне вредности излазне стране аутотрансформатора, такође морамо знати тренутну номиналну вредност бочног намотаја од 220 В. Рецимо да је ово 2 ампера, тада би се струја преко Н7 намотаја могла израчунати помоћу следеће основне формуле снаге:

В1 к И1 = В7 к И7

220 к 2 = 300 к И7

И7 = 220 к 2/300 = 440/300 = 1,46 ампера.

То показује да је у аутоматском трансформатору, или било којој врсти трансформатора, излазна снага у идеалном случају готово једнака улазној.

Како претворити редовни трансформатор у аутотрансформатор

Као што је разматрано у претходним параграфима овог члана, редовни трансформатор садржи два одвојена намотаја који су електрично изоловани, чинећи одговарајућу примарну и секундарну страну.

Будући да су две странице намотаја електрично изоловане, постаје немогуће генерисати прилагођени појачани и силазни мрежни напон из ових трансформатора, за разлику од аутотрансформатора.

Међутим, уз малу модификацију у јединици, уобичајени трансформатор могао би у великој мери бити претворен у аутотрансформатор. За ово једноставно морамо повезати примарне бочне жице са секундарним бочним жицама у формату с, као што је приказано на следећем дијаграму:

Овде проналазимо обични силазни трансформатор од 25-0-25 В / 220 В који се претвара у згодан мали аутотрансформатор, једноставним спајањем релевантних секундарних / примарних жица.

Једном када се жице споје на приказани начин, модификовани аутотрансформатор омогућава кориснику да стекне појачану мрежу 220 + 25 = 245 АЦ В или силазну мрежу од 220 - 25 = 195 АЦ В излаза из релевантних излазних жица.