Sådan fungerer en autotransformer - hvordan man laver

En autotransformator er en elektrisk transformer, der kun består af en enkelt, kontinuerlig, ikke-isoleret vikling med aflyttede terminaler på tværs af forskellige punkter i viklingen. Opviklingssektionen mellem vandhanerne, der svarer til lysnettet, påføres netforsyningen, mens de resterende vandhaner bruges til at opnå de ønskede udgangsspændinger i overensstemmelse med deres viklingsforhold.

Disse udgangsspændinger kan variere fra niveauer, der er højere end indgangsforsyningen og lavere end indgangsnetstrømmen, afhængigt af viklingsforholdet over de relevante tappunkter.

Ordet 'auto' er inspireret af det græske udtryk 'selv', der vedrører funktionen af ​​en enslig viklingsspole på tværs af hele transformeren uden at involvere nogen form for automatisk mekanisme.

I en autotransformator fungerer tappede sektioner af en enkelt kontinuerlig vikling som både den primære og sekundære vikling af transformeren.

Forskel mellem auto-transformer og step-down transformer

Typisk finder vi i en hvilken som helst standard nedtransformer to helt separate viklingsspoler i form af primærvikling og sekundærvikling, der er elektrisk isoleret, men magnetisk koblet til hinanden, som vist nedenfor.

Her bestemmer forholdet mellem viklingen over primær og sekundær mængden af ​​spænding og strømoverførsel mellem de to viklinger gennem magnetisk induktion.

Betydning, hvis formoder, at den primære har 10 gange mere antal omdrejninger end den sekundære, så vil en 220 V AC, der tilføres ved den primære, forårsage en 10 gange nedskåret lavere spænding over sekundæren, lig med 220 V / 10 = 22 V.

Tilsvarende, hvis en 22 V AC påføres sekundæret, vil det medføre, at en intensiveret 220 V genereres ved den primære side.

I modsætning til dette er der i en auto-transformer en enkelt kontinuerlig vikling opdelt i forskellige spændingsudtag, som bestemmer de forskellige spændingsniveauer på tværs af hele viklingen, som vist nedenfor.

Alle disse afskærmninger er ikke elektrisk isolerede, men kan aktiveres magnetisk ligesom vores standardtransformator, hvilket muliggør en forholdsmæssig mængde spænding og strømdeling på tværs af sektionerne afhængigt af forholdet mellem viklingen mellem tapningerne.

Sådan oprettes en autotransformer

En autotransformer kan bygges ved hjælp af de samme beregninger som udført for en normal step down transformer, undtagen den sekundære side.

Faktisk er det meget nemmere at lave en autotransformator end standardtransformatoren, da vi her kan eliminere sekundær sidevikling og bruge en enkelt primær 300 V eller 400 V kontinuerlig vikling.

Så grundlæggende skal du følge alle de trin, der er forklaret i den følgende artikel, bare springe over sekundære sideberegninger og kun implementere de primære 220 V-sideberegninger.

Slingrende detaljer

Brug 400 V til de primære volt og 1 amp til strømmen. Når du er viklet, kan du fastgøre vandhaner over forskellige intervaller af viklingen for at opnå den ønskede forstærkede eller nedadgående spænding.

Fordel og ulempe ved en auto-transformer

I en autotransformatorvikling har vi normalt mindst 3 vandhaner, der er elektrisk termineret som output.

På grund af det faktum, at en enkelt vikling fungerer både som primær og sekundær, har autotransformatorer bedre fordel af at være mindre størrelse, lettere i vægt og mere overkommelige end typiske dobbeltviklingskonventionelle nedadgående transformere.

Ulempen ved en auto-tramsformer skyldes imidlertid, at ingen af ​​dens viklingsudgange er elektrisk isoleret fra AC-lysnettet og kan påføre et dødbringende stød, når de berøres i svinget ON-tilstand.

Blandt de andre fordele ved autotransformatorer er dens reducerede lækagereaktans, reducerede tab, lavere exciteringsstrøm og forbedret VA-klassificering for enhver eksisterende dimension og bulk.

Ansøgning

Et godt eksempel på en auto-transformer-applikation er turistens spændingsomformer, der gør det muligt for den rejsende at forbinde 230 V-apparater på 120 volt forsyningskilder eller det modsatte.

En autotransformator med flere udgangshaner kan anvendes til at tilpasse spændingen i slutningen af ​​et udvidet distributionskredsløb for at modvirke ethvert overskudsspændingsfald. Den samme situation kunne styres automatisk via et elektronisk koblingskredsløb.

Dette implementeres normalt via en AVR eller en automatisk spændingsregulator, der automatisk skifter autotransformatorens forskellige vandhaner gennem relæer eller triacer for at kompensere for output som svar på ændringer i linjespændingen.

Hvordan det virker

Som diskuteret ovenfor inkluderer en autotransformer kun en vikling med 2 terminaler.

Der kan være en eller flere terminaler imellem som tappunkter for at få de forstærkede op / ned-spændinger over tappunkterne. I en auto-transformer finder vi den primære (input) og sekundære (output) sektion af spoler har deres sving til fælles.

Denne del af viklingen, der deles af de to primære og sekundære, er normalt kendt som 'Fælles sektion'.

Mens den del af viklingen, der strækker sig væk fra denne 'fælles sektion' eller den sektion, der ikke deles den primære og sekundære, normalt er kendt som 'Seriesektionen'.

Den primære (input) forsyningsspænding er forbundet over to af de relevante terminaler, hvis vurdering eller specifikation svarer til inputforsyningsområdet.

Den sekundære (udgangsspænding) opnås fra et par terminaler eller vandhaner, en bestemt terminal blandt disse er normalt til fælles, både til indgangs- og udgangsspændingsterminalen.

I en autotransformator, da hele enkeltviklingen er ensartet med dens specifikationer, er den volt pr. omdrejning er også den samme på tværs af alle trykpunkter. Dette betyder, at den spænding, der induceres over hver af tappesektionerne, vil være proportional med antallet af drejninger.

På grund af magnetisk induktion over viklingen og kernen vil spænding og strøm blive proportionalt tilføjet eller trukket over viklingen, afhængigt af antallet af drejninger.

For eksempel vil de nederste tappunkter vise reducerede spændinger og øget strøm i forhold til den fælles jordlinje, mens de øverste tappunkter viser højere spændinger og lavere strøm i forhold til den fælles jordlinje.

Det øverste tryk i seriens afsnit viser spændinger, der er højere end indgangsspændingen.

Imidlertid vil overførsel af input og output være den samme. Betydning, produktet af spænding og strøm eller V x I vil altid være ens for indgangs- og udgangssektionerne.

Sådan beregnes spænding og sving

Da parametrene spænding, strøm og antal omdrejninger er forholdsmæssige, styres formlen til beregning af ampere, spænding og antal omdrejninger af den enkle universelle formel, der er angivet nedenfor:

N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2

Lad os tjekke følgende eksempel. Det er vigtigt at have mindst to parametre i hånden for at bestemme de resterende parametre under beregning af en autotramsformer.

Her har vi antallet af drejninger og spændingen for den primære eller indgangssiden af ​​autotransformatoren, men vi kender ikke parametrene på udgangssiden eller belastningssiden.

Antag nu, at vi vil have N7-tryk på udgangssiden til at producere 300 V AC gennem 220 V input AC. Derfor kan vi beregne på følgende enkle måde:

N1 / N7 = V1 / V7

500 / N7 = 220/300

N7 = 500 x 300/220 = 681 omdrejninger.

Dette indebærer, at hvis N7-vikling har 681 omdrejninger, vil den producere de krævede 300 V, når der anvendes en indgang på 220 V AC.

På samme måde, hvis vi ønsker, at viklingen N2 skal generere en spænding, siger 24 V, så kan antallet af drejninger dette afsnit af tappingen beregnes ved hjælp af den samme formel:

N1 / N2 = V1 / V2

500 / N2 = 220/24

24 x 500 = 220 x N2

N2 = 500 x 24/220 = 55 omdrejninger

Sådan beregnes nuværende vurdering

Til beregning af strømklassificeringen af ​​udgangssiden af ​​en autotransformator skal vi ligeledes kende strømklassificeringen af ​​220 V-sideviklingen. Lad os sige, at dette er 2 amp, så kan strømmen over N7-viklingen beregnes ved hjælp af følgende grundlæggende 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 auto-transformer eller en hvilken som helst type transformer er output-watt ideelt set næsten lig med input-watt.

Sådan konverteres en almindelig transformer til en autotransformer

Som diskuteret i de foregående afsnit i denne artikel inkorporerer en regelmæssig transformer to separate viklinger, der er elektrisk isolerede og danner de respektive primære og sekundære sider.

Da de to viklingssider er elektrisk isoleret, bliver det umuligt at generere skræddersyet optrappet og trappet ned vekselstrømsnetspændinger fra disse transformere, i modsætning til en autotransformator.

Imidlertid, med en lille ændring i enheden, kunne en almindelig transformer i nogen grad konverteres til en autotransformer. Til dette er vi simpelthen nødt til at forbinde de primære sidetråde med de sekundære sidetråde i s-format som vist i følgende diagram:

Her finder vi en almindelig 25-0-25 V / 220 V nedadgående transformer, der konverteres til en praktisk lille autotransformer, simpelthen ved at forbinde de relevante sekundære / primære ledninger.

Når ledningerne er sammenføjet på den viste måde, tillader den modificerede autotransformator brugeren at erhverve et forstærket lysnettet 220 + 25 = 245 AC V, eller en nedadgående strøm på 220 - 25 = 195 AC V-udgange fra de relevante udgangsledninger.