Leírás
1. Az autotranszformátorok alapvető jellemzői
A hagyományos kettős{0}}tekercses transzformátorokhoz (leválasztó transzformátorokhoz) képest az autotranszformátorok alapvető különbsége az áramköri csatlakozásban rejlik:
- Közönséges transzformátor: A primer és a szekunder tekercs teljesen elektromosan le van választva, és az energia mágneses csatoláson keresztül történik.
- Autotranszformátor: A primer és a szekunder tekercs elektromosan össze van kötve, az energia egy része mágneses csatoláson, másik része pedig közvetlenül az áramkörön keresztül történik.
Előnyök:
Alacsony költség, kis méret, nagy hatásfok: Ugyanazon kapacitás érdekében az autotranszformátor kevesebb rézhuzalt és szilikon acéllemezt használ, így anyagokat takarít meg, könnyebbé teszi, és általában nagyobb hatékonyságot ér el.
Jobb feszültségszabályozás: Alacsonyabb impedanciája miatt kisebbek a feszültségingadozások terhelésváltozással.
Hátrányok:
Az elektromos szigetelés hiánya: Ez a legnagyobb biztonsági kockázat. Mivel a bemenet és a kimenet közvetlenül össze van kötve az áramkörben, a közös kapocs helytelen bekötése esetén a kimenet nagy feszültséget hordozhat a bemeneti oldalon, ami rendkívül veszélyes.
Nagyobb{0}}zárlati áram: A kisebb impedancia nagyobb hibaáramot eredményez rövidzárlat esetén.
A tekercshibák jelentős hatása: Ha a tekercs megosztott része meghibásodik, az egyszerre érinti a primer és a szekunder áramkört.
2. Az autotranszformátorok típusai
(1) Funkció és alkalmazás szerinti osztályozás (leggyakoribb)
Ez a legpraktikusabb osztályozási módszer, amely közvetlenül kapcsolódik a használatához.
Feszültség-csökkentő indító (automatikus transzformátor indító)
Leírás: Ez az egyik legklasszikusabb indítóeszköz három-fázisú váltakozó áramú aszinkron motorokhoz. Csökkentett feszültséget ad a motor állórész tekercsére indításkor egy autotranszformátoron keresztül, hogy csökkentse az indítóáramot (általában a teljes -feszültségű indítóáram 1/4-1/3-ára csökkenthető). Amikor a motor fordulatszáma megközelíti a névleges fordulatszámot, egy kapcsoló teljes feszültségű üzemmódra váltja.
Jellemzők: Általában több feszültség leágazás (például 65%, 80% leágazás) van, amelyek közül választhat az indítónyomaték és az indítóáram egyensúlyához.
Feszültségszabályozó (állítható autotranszformátor)
Leírás: Ez egy-- vagy három-fázisú autotranszformátor szekunder tekercseléssel, amely csúszóérintkezővel (szénkefével) rendelkezik, amelyet kézikerék vagy szervomotor hajt meg. A kézikerék forgatásával a kimeneti feszültség simán és folyamatosan állítható. Nagyon gyakori a laboratóriumokban.
Jellemzők: A kimeneti feszültség 0 V-tól a bemeneti feszültség felettiig állítható (pl. 0-250V vagy 0-430V).
Gyakori formák: Gyűrűs mag (kis teljesítményhez) vagy négyzetmag (nagyobb teljesítményhez).
Teljesítmény-autotranszformátor
Leírás: Nagyfeszültségű{0}}áramrendszerekben használják hasonló feszültségszintű hálózatok csatlakoztatására, például 110 kV-os és 220 kV-os hálózatok vagy 220 kV-os és 500 kV-os hálózatok csatlakoztatására.
Jellemzők: Rendkívül nagy kapacitás (akár több százezer kVA), kulcsfontosságú eszköz az elektromos rendszerben. Átalakítási aránya általában közel 1:2, ami jelentős gazdasági előnyöket kínál ebben az alkalmazásban.
AC Traction Transformer
Leírás: Villamos vasutaknál használják (pl. nagysebességű{2}}vasutak). Az egyik tekercs a felsővezetékre (nagyfeszültség), a másik a sínre és a földre csatlakozik, különböző feszültségszinteket biztosítva a mozdonynak.
(2) Fázis szerinti besorolás
Egy-fázisú autotranszformátor: egy-fázisú tápellátási helyzetekben használható, például laboratóriumi feszültségszabályozóknál, háztartási stabilizátoroknál stb.
Három-fázisú autotranszformátor: három-fázisú áramellátó rendszerekben használható. Ez lehet három egy-fázisú transzformátor kombinálva vagy egyetlen három-fázisú magszerkezet. Széles körben használják az energiaellátó rendszerekben és az ipari motorindításokban.
(3) Osztályozás tekercsszerkezet szerint
Egy-tekercselésű autotranszformátor: A leggyakoribb típus, csak egy tekercseléssel rendelkezik, amelynek csapjai vannak.
Kettős-tekercselésű autotranszformátor: Alapvetően egy normál kettős-tekercselésű transzformátoron alapul, sorba kapcsolt primer és szekunder tekercsekkel, lehetővé téve a specifikus feszültségátalakításokat és földelési módszereket. Általánosan használt villamosenergia-rendszerekben.
(4) Osztályozás hűtési módszer szerint
Száraz-autotranszformátor típus: Levegővel hűtött, általában beltérben, laboratóriumokban vagy ahol tűzmegelőzésre van szükség.
Olaj-bemerülő autotranszformátor: A tekercseket szigetelőolajba merítik, amely hűtést és szigetelést biztosít. Nagy kapacitású, főleg kültéri energiaellátó rendszerekben használatos.
3. Az autotranszformátorok alkalmazásai
(1) Ipari terület:
- Motorfeszültség-csökkentés indítása: Nagy ventilátorok, szivattyúk, kompresszorok stb. indítására szolgál, hogy elkerülje a túlzott hatást az elektromos hálózatra. Ez az egyik legklasszikusabb és legszélesebb körben használt alkalmazása.
- Feszültségszabályozás: Gyári műhelyekben alkalmazzák a berendezések üzemi feszültségének helyi beállítására, biztosítva, hogy az eszközök optimális feszültségen működjenek.
(2) Energiaellátó rendszer:
- Hálózati összekapcsolás: összekötő transzformátorként működik, amely két hasonló feszültségszintű (például 132 kV/275 kV) átviteli hálózatot köt össze a hatékony energiaátvitel és -elosztás érdekében.
- Rendszerföldelés: Semleges pont földelési útvonalat biztosít.
(3) Laboratóriumi és vizsgálati terület:
- Állítható váltóáramú tápegység: Folyamatosan állítható feszültséget biztosít a kísérleti áramkörök számára, az elektronikai és elektromos laboratóriumok standard felszerelése.
- Berendezés tesztelése: Elektromos berendezések dielektromos tesztelésére vagy teljesítményvizsgálatára használják különböző feszültségeken.
(4) Háztartási és kereskedelmi terület:
- Váltóáramú feszültségstabilizátor: Sok háztartási stabilizátor belül autotranszformátort használ (általában megérintve és relén keresztül automatikusan kapcsolva), hogy megbirkózzon az instabil hálózati feszültséggel.
- Audioberendezés: feszültség-illesztésre használatos egyes csúcskategóriás{0}}audiórendszerekben.
(5) Vasúti tranzit:
Villamos vasúti áramellátó rendszer: Biztosítja a szükséges vonóerőt a nagy sebességű{0}}vonatok számára.
