Jännitteen muuntamiseen sähkötekniikassa käytetään muuntajia tai automuuntajia. Näiden kahden laitteen nimien samankaltaisuuden vuoksi ne sekoitetaan usein tai ne rinnastetaan samaan. Näin ei kuitenkaan ole, vaikka toimintaperiaate on samanlainen, mutta suunnittelu ja niiden soveltamisala ovat pohjimmiltaan erilaisia. Siksi tarkastellaan muuntajan ja automaattimuuntajan välisiä eroja ymmärtääksemme, mikä ero on.

Määritelmät

Muuntaja on sähkömagneettinen laite, joka siirtää energiaa magneettikentän kautta. Se koostuu kahdesta tai useammasta käämistä (joskus kutsutaan käämeiksi) teräs-, rauta- tai ferriittiytimessä vaiheiden lukumäärästä, tulo- ja lähtöjännitteistä riippuen. Sen pääominaisuus on, että ensiöpiiriä ja toisiopiiriä ei ole kytketty sähköisesti toisiinsa, eli käämeissä ei ole sähköisiä koskettimia. Tätä kutsutaan galvaaniseksi eristämiseksi. Ja tätä kelojen kytkentää kutsutaan induktiiviseksi.

Alla näet perinteisen graafisen merkinnän kaksi- ja kolmikäämistä muuntajaa sähkökaaviossa:

Ne ovat step-up, step-down ja isolation (tulojännite on sama kuin lähtöjännite). Lisäksi, jos syötät tehoa alaspäin muuntajan toisiokäämiin, saat suuremman jännitteen ensiökäämiin, sama sääntö pätee nostavaan käämiin.

Automaattinen muuntaja on yksi muuntajan muunnelmista, jossa on yksi käämitys ytimeen, periaatteessa samanlainen kuin edellinen tapaus. Siinä, toisin kuin normaali transsi, ensiö- ja toisiopiirit on kytketty sähköisesti toisiinsa. Tämä tarkoittaa, että se ei tarjoa galvaanista eristystä. Voit nähdä automaattisen muuntajan perinteisen graafisen merkinnän alla:

Automaattimuuntajia on saatavana kiinteällä lähtöjännitteellä ja säädettävissä. Jälkimmäiset tuntevat monet nimellä LATR (laboratorioautomuuntaja). Ne voivat myös olla sekä alas- että ylöspäin. Säädettävässä LATR: ssä toisiopiiri on kytketty käämiä pitkin liukuvaan koskettimeen.

Tärkeä! Galvaanisen eristyksen puuttumisen vuoksi automuuntajat eivät määritelmän mukaan voi olla eristäviä, toisin kuin perinteiset!

Toinen ero on automuuntajan käämien lukumäärä - yleensä se on yhtä suuri kuin vaiheiden lukumäärä. Vastaavasti yksikäämituotteita käytetään yksivaiheisten laitteiden virtalähteenä, ja kolmikäämituotteita käytetään kolmivaiheisissa laitteissa.

Toimintaperiaate

Lyhyesti ja yksinkertaisesti pohditaan, kuinka kukin versio toimii.

Muuntajassa on vähintään kaksi käämiä - ensiö- ja toisiokäämiä (tai useita). Jos ensiö on kytketty verkkoon (tai muuhun vaihtovirtalähteeseen), niin ensiössä oleva virta käämitys luo magneettivuon sydämen läpi, joka tunkeutuessaan toisiokäännöksiin indusoituu niihin EMF. Toimintaperiaate perustuu erityisesti sähkömagneettisen induktion ilmiöihin Faradayn laki. Kun virta kulkee toisiokäämissä (kuormaan), myös ensiökäämin virta muuttuu keskinäisen induktion vuoksi. Ensiö- ja toisiokäämien välinen jännite-ero määräytyy niiden kierrosten suhteen (muunnossuhde).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - ensiö- ja toissijaisen kierrosten lukumäärä.

Automaattimuuntajasta puhuttaessa siinä on yksi käämi, jos vaiheita on useita, sama määrä käämiä. Kun vaihtovirta kulkee sen läpi, sen sisällä esiintyvä magneettivuo indusoi EMF: n samaan käämiin. Sen arvo on suoraan verrannollinen kierrosten lukumäärään. Kuorma (toisiopiiri) kytketään hanaan käännöksistä. Porrastetussa automuuntajassa virtaa ei syötetä käämin päihin, vaan toiseen päihin ja hanaan käännöksistä, toisin kuin muuntajassa. Mitä yllä olevassa kaaviossa näkyy.

Tärkeimmät erot

Jotta sinun olisi helpompi ymmärtää, mikä ero on tavanomaisen muuntajan ja automaattimuuntajan välillä, olemme koonneet niiden tärkeimmät erot taulukkoon:

Muuntaja	Automaattinen muuntaja
Tehokkuus	Automaattisen muuntajan hyötysuhde on korkeampi kuin perinteisellä, etenkin pienellä tulo- ja lähtöjännitteen erolla.
Käämien lukumäärä	Vähintään 2 tai useampi vaiheiden lukumäärästä riippuen	1 tai useampi, yhtä suuri kuin vaiheiden lukumäärä
Galvaaninen eristys	On	Ei
Sähköiskun vaara sähköisiä kodinkoneita toimitettaessa	Kun lähtöjännite on alle 36 volttia - ei korkea	Korkea
Sähkökäyttöisten laitteiden turvallisuus	Korkea	Matala, jos kelassa on katkos kierroksilla kuormaan kosketuksen jälkeen, koko syöttöjännite putoaa siihen
Hinta	Suuri kuparin ja teräksen kulutus ytimiin on suuri, erityisesti kolmivaihemuuntajille	Matala, johtuen siitä, että jokaisessa vaiheessa on vain 1 käämi, kuparin ja teräksen kulutus on pienempi

Soveltamisala

Muuntajaa käytetään kaikkialla - kymmeniin ja satoihin tuhansiin voltteihin suunnitelluista voimalaitoksista ja sähköasemista pienten kodinkoneiden virransyöttöön. Vaikka virtalähteitä on viime aikoina käytetty, ne perustuvat myös generaattoriin ja ferriittisydämellä olevaan muuntajaan.

Automaattisia muuntajia käytetään kotitalouksien verkkojännitteen stabilaattoreissa. LATR-laitteita käytetään usein laboratorioissa elektronisten laitteiden testaamiseen tai korjaamiseen. Siitä huolimatta ne ovat löytäneet käyttökohteensa suurjänniteverkoissa sekä rautateiden sähköistämisessä.

Esimerkiksi rautateillä tällaisia ​​tuotteita käytetään 2x25-verkoissa (kaksi 25 kilovolttia). Kuten yllä olevassa kaaviossa, harvaan asutuilla alueilla vedetään 50 kV johto, ja sähköjunaan syötetään 25 kV jännite alajohdon kautta alaslasketusta automuuntajasta. Tämä vähentää vetoasemien määrää ja johtohäviöitä.

Nyt tiedät mikä on perustavanlaatuinen ero muuntajan ja automaattimuuntajan välillä. Materiaalin vahvistamiseksi suosittelemme katsomaan hyödyllisen videon aiheesta:

Et luultavasti tiedä:

• Mitä eroa on sähkömekaanisella RCD: llä ja elektronisella
• Erot ylijännitesuojan ja jatkojohdon välillä
• Ero kontaktorin ja käynnistimen välillä