Otomatik dönüştürücüler — cihaz, ilkeler, avantajlar ve dezavantajlar

Ototransformatörlerin amacı, cihazı ve çalışma prensibi

Bazı durumlarda voltajı küçük bir aralıkta değiştirmek gerekir. Bunu yapmanın en kolay yolu değil çift ​​sargılı transformatörlerve ototransformer adı verilen tek sargılar. Dönüşüm faktörü birlikten biraz farklıysa, birincil ve ikincil sargılardaki akımların büyüklüğü arasındaki fark küçük olacaktır. İki bobini birleştirirseniz ne olur? Bir ototransformatörün bir diyagramını alacaksınız (Şekil 1).

Ototransformatörler özel amaçlı transformatörler olarak sınıflandırılır. Ototransformatörler, düşük voltaj sargılarının yüksek voltaj sargısının bir parçası olması, yani bu sargıların devrelerinin sadece manyetik değil, aynı zamanda galvanik bir bağlantıya sahip olması bakımından transformatörlerden farklıdır.

Ototransformatörün sargılarının dahil edilmesine bağlı olarak, voltajda bir artış veya düşüş meydana gelebilir.

Pirinç.1 Tek fazlı ototransformatör şemaları: a-adım aşağı, b-adım-yukarı.

A ve X noktalarına alternatif bir voltaj kaynağı bağlarsanız, çekirdekte alternatif bir manyetik akı görünecektir. Bobin dönüşlerinin her birinde aynı büyüklükte bir EMF indüklenecektir. Açıkçası, a ve X noktaları arasında, bir dönüşün EMF'si ile a ve X noktaları arasındaki kapalı dönüşlerin sayısına eşit bir EMF olacaktır.

Bobine a ve X noktalarında herhangi bir yük bağlarsanız, ikincil akım I2 bobinin bir kısmından geçer ve a ile X noktaları arasındadır. Ancak birincil akım aynı I1 dönüşlerinden geçtiğinden, o zaman iki akım geometrik olarak eklenecek ve bu akımlar arasındaki farkla belirlenen aX kesiti boyunca çok küçük bir akım akacaktır. Bu, bakırdan tasarruf etmek için sargının bir kısmının küçük çaplı telden kesilmesine izin verir. Bu bölümün tüm dönüşlerin çoğunluğunu oluşturduğunu düşünürsek, bakır ekonomisi çok belirgindir.

Bu nedenle, ototransformatörün her iki devresinde ortak olan sargı kısmında düşük bir akım ayarlandığında, voltajı biraz azaltmak veya artırmak için ototransformatörlerin kullanılması tavsiye edilir, bu da daha ince bir tel ile yapmaya ve demir dışı tasarruf etmeye izin verir. metaller. Aynı zamanda, kesiti bir transformatörünkinden daha küçük olan bir manyetik devrenin üretimi için çelik tüketimi azalır.

Elektromanyetik enerji dönüştürücülerinde - transformatörlerde - enerjinin bir bobinden diğerine aktarımı, enerjisi manyetik devrede yoğunlaşmış bir manyetik alan tarafından gerçekleştirilir.Ototransformerlerde, enerji hem manyetik alan hem de birincil ve ikincil sargılar arasındaki elektriksel bağlantı yoluyla iletilir.

Transformatör ve ototransformer

Ototransformatörler, dönüşüm oranları birlikten biraz farklı olduğunda ve 1,5 - 2'den fazla olduğunda iki sargılı transformatörlerle başarılı bir şekilde rekabet eder. Dönüşüm oranı 3'ün üzerinde olduğunda, ototransformatörler haklı değildir.

Yapısal olarak, otomatik transformatörler pratik olarak transformatörlerden farklı değildir. Manyetik devrenin çekirdeklerinde iki bobin vardır. Kablolar iki sargıdan ve ortak bir noktadan alınır.Ototransformer parçalarının çoğu yapısal olarak trafo parçalarından ayırt edilemez.

Laboratuvar ototransformatörleri (LATR)

Ototransformatörler ayrıca düşük voltajlı şebekelerde düşük güçlü laboratuvar voltaj düzenleyicileri (LATR'ler) olarak kullanılır. Bu tür ototransformatörlerde, kayan kontağı sargının dönüşleri boyunca hareket ettirerek voltaj regülasyonu gerçekleştirilir.

Laboratuvar kontrollü tek fazlı ototransformatörler, tek bir yalıtımlı bakır tel tabakasıyla sarılmış dairesel bir ferromanyetik manyetik devreden oluşur (Şekil 2).

Bu sargıdan, bu cihazların belirli bir sabit dönüşüm oranına sahip düşürücü veya yükseltici ototransformatörler olarak kullanılmasına izin veren birkaç sabit kademe yapılır. Ek olarak, bobinin izolasyondan arındırılmış yüzeyinde, sıfır ila 250 V arasında değişen sürekli ayarlanabilir bir ikincil voltaj elde etmek için fırça veya rulo temasının hareket ettiği dar bir yol vardır.

LATR'de bitişik dönüşler kapatıldığında, ototransformatörün birleşik sargısındaki hat ve yük akımları birbirine yakın ve zıt yönlerde olduğundan dönüş kapanması meydana gelmez.

Laboratuvar ototransformatörleri 0,5 nominal güçle üretilir; 1; 2; 5; 7,5 kVA.

Laboratuvar kontrollü tek fazlı bir ototransformatörün şeması

Laboratuvar ototransformatörü (LATR)

Üç fazlı ototransformatörler

Tek fazlı iki sargılı ototransformatörlerle birlikte, genellikle üç fazlı iki sargılı ve üç fazlı üç sargılı ototransformatörler kullanılır.

Üç fazlı ototransformerlerde, fazlar genellikle sivri bir nötr nokta ile bir yıldıza bağlanır (Şekil 3). Voltajı azaltmak gerekirse, elektrik enerjisi A, B, C terminallerine verilir ve a, b, s terminallerinden çekilir ve voltaj arttıkça - bunun tersi de geçerlidir. Güçlü motorları çalıştırırken voltaj düşürme cihazları olarak ve ayrıca terminal voltajının kademeli olarak düzenlenmesi için kullanılırlar. ısıtma elemanları elektrikli fırınlar.

Pirinç. 3. Nötr nokta kaldırılmış olarak sargı fazlarının yıldız bağlantısına sahip üç fazlı bir ototransformatörün şeması

Üç sargılı üç fazlı yüksek gerilim trafoları da yüksek gerilim elektrik şebekelerinde kullanılmaktadır.

Üç fazlı ototransformatörler, kural olarak, daha yüksek voltaj tarafında, nötr bir tel ile bir yıldıza bağlanır. Yıldız bağlantısı, ototransformatör yalıtımının tasarlandığı voltaj düşüşünü sağlar.

Ototransformatörlerin kullanımı enerji sistemlerinin verimini artırır, enerji iletim maliyetlerini düşürür ancak kısa devre akımlarının artmasına neden olur.

Otomatik dönüştürücülerin dezavantajları

Ototransformatörün dezavantajı, sargılar elektriksel olarak bağlı olduğundan, iki sargıyı daha yüksek voltaj için izole etme ihtiyacıdır.

Ototransformatörlerin önemli bir dezavantajı, birincil ve ikincil devreler arasındaki galvanik bağlantıdır; bu, voltaj 0,38 kV'a düştüğünde 6-10 kV ağlarda besleyici olarak kullanılmalarına izin vermez, çünkü ekipmana 380 V verilir. insanlar çalışır.

Ototransformatörde sargılar arasında elektriksel bağlantı bulunmasından dolayı arızalarda alt sargıya daha yüksek gerilim uygulanabilir. Bu durumda, işletme kurulumunun tüm bölümleri, bakım güvenliği ve bağlı elektrikli ekipmanın iletken bölümlerinin yalıtımının kırılma olasılığı nedeniyle izin verilmeyen yüksek voltajlı bölüme bağlanacaktır.

Yüksek gerilim ototransformatörleri