Elektros inžinerijos įtampai konvertuoti naudojami transformatoriai arba autotransformatoriai. Dėl šių dviejų įrenginių pavadinimų panašumo jie dažnai painiojami arba prilyginami tiems patiems. Tačiau taip nėra, nors veikimo principas panašus, tačiau dizainas ir jų taikymo sritis iš esmės skiriasi. Todėl pažvelkime į skirtumus tarp transformatoriaus ir autotransformatoriaus, kad suprastume, koks skirtumas.

Apibrėžimai

Transformatorius yra elektromagnetinis įtaisas, perduodantis energiją per magnetinį lauką. Jį sudaro dvi ar daugiau apvijų (kartais vadinamų ritėmis) ant plieno, geležies arba ferito šerdies, priklausomai nuo fazių skaičiaus, įėjimo ir išėjimo įtampos. Pagrindinis jo bruožas yra tas, kad pirminė ir antrinė grandinė nėra elektra sujungtos viena su kita, tai yra, apvijos neturi elektros kontaktų. Tai vadinama galvanine izoliacija. Ir šis ritių sujungimas vadinamas indukciniu.

Žemiau matote įprastą dviejų ir trijų apvijų transformatoriaus grafinį žymėjimą elektros schemoje:

Jie yra padidinimo, sumažinimo ir izoliavimo (įėjimo įtampa lygi išėjimo įtampai). Be to, jei įjungsite maitinimą į žemesnio transformatoriaus antrinę apviją, pirminėse apvijose gausite padidintą įtampą, ta pati taisyklė galioja ir padidintam.

Autotransformatorius yra vienas iš transformatoriaus variantų su viena apvija ant šerdies, iš esmės panašus į ankstesnį atvejį. Jame, skirtingai nei įprastas transas, pirminė ir antrinė grandinės yra elektra sujungtos viena su kita. Tai reiškia, kad jis neužtikrina galvaninės izoliacijos. Įprastą automatinio transformatoriaus grafinį žymėjimą galite pamatyti žemiau:

Autotransformatoriai yra su fiksuota išėjimo įtampa ir reguliuojami. Pastarieji daugeliui žinomi pavadinimu LATR (laboratorinis autotransformatorius). Jie taip pat gali būti tiek žemyn, tiek aukštyn. Reguliuojamame LATR antrinė grandinė yra prijungta prie kontakto, slystančio išilgai ritės.

Svarbu! Dėl galvaninės izoliacijos trūkumo autotransformatoriai pagal apibrėžimą negali būti izoliuojantys, skirtingai nei įprasti!

Kitas skirtumas yra autotransformatoriaus apvijų skaičius – dažniausiai jis lygus fazių skaičiui. Atitinkamai vienfaziams įrenginiams maitinti naudojami vienos apvijos gaminiai, o trifaziams – trijų apvijų gaminiai.

Veikimo principas

Trumpai ir paprastai apsvarstysime, kaip veikia kiekviena versija.

Transformatorius turi bent dvi apvijas – pirminę ir antrinę (arba kelias iš jų). Jei pirminis yra prijungtas prie tinklo (ar kito kintamosios srovės šaltinio), tada srovė pirminėje apvija per šerdį sukuria magnetinį srautą, kuris, prasiskverbęs į antrinius posūkius, indukuoja į juos EMF. Veikimo principas pagrįstas visų pirma elektromagnetinės indukcijos reiškiniais Faradėjaus dėsnis. Srovei tekant antrine apvija (į apkrovą), dėl abipusės indukcijos keičiasi ir pirminės apvijos srovė. Įtampos skirtumas tarp pirminės ir antrinės apvijų nustatomas pagal jų posūkių santykį (transformacijos koeficientą).

Uп / Ud = n1 / n2

n1, n2 - pirminio ir antrinio apsisukimų skaičius.

Kalbant apie autotransformatorių, jis turi vieną apviją, jei yra kelios fazės, tiek pat apvijų. Kai juo teka kintamoji srovė, jos viduje esantis magnetinis srautas indukuoja EML toje pačioje apvijoje. Jo vertė yra tiesiogiai proporcinga posūkių skaičiui. Apkrova (antrinė grandinė) yra prijungta prie čiaupo iš posūkių. Pakopiniame autotransformatoriuje maitinimas tiekiamas ne į apvijos galus, o į vieną iš galų ir čiaupą iš posūkių, priešingai nei transformatoriui. Kas buvo parodyta aukščiau esančioje diagramoje.

Pagrindiniai skirtumai

Kad jums būtų lengviau suprasti, kuo skiriasi įprastas transformatorius nuo autotransformatoriaus, lentelėje surinkome pagrindinius jų skirtumus:

Transformatorius	Autotransformatorius
Efektyvumas	Autotransformatoriaus efektyvumas yra didesnis nei įprasto, ypač esant nedideliam įėjimo ir išėjimo įtampos skirtumui.
Apvijų skaičius	Mažiausiai 2 ar daugiau, priklausomai nuo fazių skaičiaus	1 ar daugiau, lygus fazių skaičiui
Galvaninė izoliacija	Yra	Nr
Elektros smūgio pavojus tiekiant elektrinius buitinius prietaisus	Kai išėjimo įtampa mažesnė nei 36 voltai - ne aukšta	Aukštas
Elektrinių prietaisų sauga	Aukštas	Žema, jei po sriegimo į apkrovą posūkiuose nutrūks ritė, ant jos kris visa maitinimo įtampa
Kaina	Didelis vario ir plieno suvartojimas šerdims yra didelis, ypač trifaziams transformatoriams	Mažas, dėl to, kad kiekvienai fazei yra tik 1 apvija, vario ir plieno sąnaudos yra mažesnės

Taikymo sritis

Transformatoriai naudojami visur – nuo ​​elektrinių ir pastočių, skirtų dešimčių ir šimtų tūkstančių voltų įtampai, iki smulkių buitinių prietaisų maitinimo. Nors pastaruoju metu buvo naudojami maitinimo šaltiniai, jie taip pat yra pagrįsti generatoriumi ir transformatoriumi ant ferito šerdies.

Buitiniuose tinklo įtampos stabilizatoriuose naudojami autotransformatoriai. LATR dažnai naudojami laboratorijose elektroniniams prietaisams tikrinti ar taisyti. Nepaisant to, jie rado savo pritaikymą aukštos įtampos tinkluose, taip pat geležinkelių elektrifikavimui.

Pavyzdžiui, geležinkelyje tokie gaminiai naudojami 2x25 tinkluose (du iš 25 kilovoltų). Kaip ir aukščiau esančioje schemoje, retai apgyvendintose vietovėse nutiesta 50 kV linija, o 25 kV į elektros traukinį oro laidu tiekiama iš pakopinio autotransformatoriaus. Tai sumažina traukos pastočių skaičių ir linijų nuostolius.

Dabar jūs žinote, koks yra esminis skirtumas tarp transformatoriaus ir autotransformatoriaus. Norėdami konsoliduoti medžiagą, rekomenduojame žiūrėti naudingą vaizdo įrašą šia tema:

Jūs tikriausiai nežinote:

• Kuo skiriasi elektromechaninis RCD nuo elektroninio
• Apsaugos nuo viršįtampių ir ilgintuvo skirtumai
• Skirtumas tarp kontaktoriaus ir starterio