Zur Spannungswandlung in der Elektrotechnik werden Transformatoren oder Spartransformatoren verwendet. Aufgrund der Ähnlichkeit der Namen dieser beiden Geräte werden sie oft verwechselt oder gleichgesetzt. Dies ist jedoch nicht der Fall, obwohl das Funktionsprinzip ähnlich ist, jedoch die Konstruktion und deren Anwendungsbereich grundlegend verschieden sind. Schauen wir uns daher die Unterschiede zwischen einem Transformator und einem Spartransformator an, um den Unterschied zu verstehen.

Definitionen

Ein Transformator ist ein elektromagnetisches Gerät, das Energie durch ein Magnetfeld überträgt. Es besteht aus zwei oder mehr Wicklungen (manchmal auch als Spulen bezeichnet) auf einem Stahl-, Eisen- oder Ferritkern, je nach Anzahl der Phasen, Eingangs- und Ausgangsspannungen. Sein Hauptmerkmal besteht darin, dass der Primärkreis und der Sekundärkreis nicht elektrisch miteinander verbunden sind, dh die Wicklungen haben keine elektrischen Kontakte. Dies wird als galvanische Trennung bezeichnet. Und diese Verbindung der Spulen nennt man induktiv.

Unten sehen Sie eine konventionelle grafische Bezeichnung eines Zwei- und Dreiwicklungstransformators auf dem elektrischen Schaltplan:

Sie sind Step-Up, Step-Down und Isolation (die Eingangsspannung ist gleich der Ausgangsspannung). Wenn Sie außerdem Strom an die Sekundärwicklung des Abwärtstransformators anlegen, erhalten Sie eine erhöhte Spannung an den Primärwicklungen, die gleiche Regel gilt für die Aufwärtswicklung.

Ein Spartransformator ist eine der Varianten eines Transformators mit einer auf einen Kern gewickelten Wicklung, im Prinzip ähnlich wie im vorherigen Fall. Im Gegensatz zur normalen Trance sind der Primär- und der Sekundärkreis elektrisch miteinander verbunden. Das bedeutet, dass es keine galvanische Trennung bietet. Nachfolgend sehen Sie die konventionelle grafische Bezeichnung des Spartransformators:

Spartransformatoren sind mit fester Ausgangsspannung und einstellbar erhältlich. Letztere sind vielen unter dem Namen LATR (Laboratorium Autotransformator) bekannt. Sie können auch sowohl nach unten als auch nach oben verlaufen. Bei einem einstellbaren LATR ist der Sekundärkreis mit einem entlang der Spule gleitenden Kontakt verbunden.

Wichtig! Aufgrund der fehlenden galvanischen Trennung können Spartransformatoren per Definition nicht im Gegensatz zu herkömmlichen isolieren!

Ein weiterer Unterschied ist die Anzahl der Spartransformatorwicklungen - normalerweise entspricht sie der Anzahl der Phasen. Dementsprechend werden Produkte mit einer Wicklung verwendet, um einphasige Geräte zu versorgen, und Produkte mit drei Wicklungen werden für dreiphasige Geräte verwendet.

Funktionsprinzip

Kurz und einfach werden wir betrachten, wie jede Version funktioniert.

Der Transformator hat mindestens zwei Wicklungen - Primär- und Sekundärwicklung (oder mehrere). Wenn die Primärseite an das Netz (oder eine andere Wechselstromquelle) angeschlossen ist, dann ist der Strom in der Primärseite Wicklung erzeugt einen magnetischen Fluss durch den Kern, der die Sekundärwindungen durchdringt und in diese induziert EMF. Das Funktionsprinzip basiert insbesondere auf den Phänomenen der elektromagnetischen Induktion Faradaysches Gesetz. Wenn Strom in der Sekundärwicklung (in die Last) fließt, ändert sich auch der Strom in der Primärwicklung durch gegenseitige Induktion. Die Spannungsdifferenz zwischen Primär- und Sekundärwicklung wird durch das Verhältnis ihrer Windungen (Übersetzungsverhältnis) bestimmt.

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - die Anzahl der Umdrehungen auf der Primär- und Sekundärseite.

Apropos Spartransformator, er hat eine Wicklung, bei mehreren Phasen die gleiche Anzahl von Wicklungen. Wenn ein Wechselstrom durch ihn fließt, induziert der darin auftretende magnetische Fluss eine EMF in derselben Wicklung. Sein Wert ist direkt proportional zur Anzahl der Umdrehungen. Die Last (Sekundärkreis) wird von den Windungen an den Abgriff angeschlossen. Beim Aufwärts-Spartransformator wird im Gegensatz zum Transformator nicht an den Enden der Wicklung, sondern an einem der Enden und einem Abgriff von den Windungen Strom zugeführt. Was im obigen Diagramm gezeigt wurde.

Die wichtigsten Unterschiede

Um Ihnen das Verständnis zu erleichtern, was der Unterschied zwischen einem konventionellen Transformator und einem Spartransformator ist, haben wir deren Hauptunterschiede in einer Tabelle zusammengefasst:

Transformator	Spartransformator
Effizienz	Der Wirkungsgrad eines Spartransformators ist höher als der eines herkömmlichen, insbesondere bei einer geringen Differenz zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung.
Anzahl der Wicklungen	Mindestens 2 oder mehr je nach Anzahl der Phasen	1 oder mehr, gleich der Anzahl der Phasen
Galvanische Isolierung	Es gibt	Nein
Stromschlaggefahr bei der Versorgung elektrischer Haushaltsgeräte	Bei einer Ausgangsspannung von weniger als 36 Volt - nicht hoch	Hoch
Sicherheit für Elektrogeräte	Hoch	Low, wenn nach dem Abgreifen der Last in den Windungen eine Unterbrechung der Spule auftritt, fällt die gesamte Versorgungsspannung darauf ab
Preis	Hoch, Verbrauch an Kupfer und Stahl für Kerne ist groß, insbesondere bei Drehstromtransformatoren	Niedrig, da nur 1 Wicklung pro Phase vorhanden ist, ist der Verbrauch an Kupfer und Stahl geringer

Geltungsbereich

Transformatoren werden überall eingesetzt - von Kraftwerken und Umspannwerken, die für Zehn- und Hunderttausende Volt ausgelegt sind, bis hin zur Stromversorgung kleiner Haushaltsgeräte. Obwohl in letzter Zeit Netzteile verwendet werden, basieren sie auch auf einem Generator und einem Transformator auf einem Ferritkern.

Spartransformatoren werden in Haushaltsnetzspannungsstabilisatoren verwendet. LATRs werden häufig in Labors zum Testen oder Reparieren elektronischer Geräte verwendet. Dennoch haben sie ihre Anwendung in Hochspannungsnetzen sowie bei der Elektrifizierung von Bahnen gefunden.

Im Schienenverkehr werden solche Produkte beispielsweise in 2x25-Netzen (zwei von 25 Kilovolt) verwendet. Wie in der obigen Abbildung wird in dünn besiedelten Gebieten eine 50-kV-Leitung verlegt und über eine Oberleitung von einem Abspanntransformator 25 kV in den Elektrozug eingespeist. Dies reduziert die Anzahl der Traktionsunterwerke und die Leitungsverluste.

Jetzt wissen Sie, was der grundlegende Unterschied zwischen einem Transformator und einem Spartransformator ist. Zur Festigung des Materials empfehlen wir ein nützliches Video zum Thema:

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