Beskrivelse
1. Kjerneegenskaper til autotransformatorer
Sammenlignet med vanlige dobbel-viklingstransformatorer (isolasjonstransformatorer), ligger den grunnleggende forskjellen til autotransformatorer i kretsforbindelsen:
- Vanlig transformator: Primær- og sekundærviklingene er fullstendig elektrisk isolert, og energi overføres gjennom magnetisk kobling.
- Autotransformator: Primær- og sekundærviklingene er elektrisk koblet, med en del av energien overført gjennom magnetisk kobling og en annen del ledet direkte gjennom kretsen.
Fordeler:
Lave kostnader, liten størrelse, høy effektivitet: For samme kapasitet bruker en autotransformator mindre kobbertråd og silisiumstålplater, noe som sparer materialer, gjør den lettere og oppnår generelt høyere effektivitet.
Bedre spenningsregulering: På grunn av dens lavere impedans er spenningssvingninger med lastendringer mindre.
Ulemper:
Mangel på elektrisk isolasjon: Dette er den største sikkerhetsrisikoen. Siden inngangen og utgangen er direkte koblet til kretsen, hvis den felles terminalen er koblet feil, kan utgangen bære høy spenning fra inngangssiden, noe som er ekstremt farlig.
Høyere kortslutningsstrøm-: Lavere impedans fører til høyere feilstrøm ved kortslutning.
Betydelig påvirkning fra viklingsfeil: Hvis den delte delen av viklingen svikter, vil det påvirke både primær- og sekundærkretsen samtidig.
2.Typer autotransformatorer
(1) Klassifisering etter funksjon og anvendelse (mest vanlig)
Dette er den mest praktiske klassifiseringsmetoden, direkte relatert til bruken.
Spennings-reduserende starter (autotransformatorstarter)
Beskrivelse: Dette er en av de mest klassiske startenhetene for tre-asynkrone AC-motorer. Den tilfører en redusert spenning til motorens statorvikling under oppstart gjennom en autotransformator for å redusere startstrømmen (kan vanligvis reduseres til 1/4 til 1/3 av full-startstrømmen). Når motorhastigheten nærmer seg nominell hastighet, endrer en bryter den til full-drift.
Funksjoner: Har vanligvis flere spenningsuttak (som 65 %, 80 % trykk) å velge mellom for å balansere startmoment og startstrøm.
Spenningsregulator (justerbar autotransformator)
Beskrivelse: Dette er en en--fase eller tre-autotransformator med en sekundærvikling som har en glidende kontakt (kullbørste) drevet av et håndhjul eller servomotor. Ved å vri på håndhjulet kan utgangsspenningen justeres jevnt og kontinuerlig. Svært vanlig i laboratorier.
Egenskaper: Utgangsspenningen kan justeres fra 0V til litt over inngangsspenningen (f.eks. 0-250V eller 0-430V).
Vanlige former: Ringkjerne (for liten kraft) eller firkantet kjerne (for større kraft).
Kraft autotransformator
Beskrivelse: Brukes i høyspenningssystemer for å koble sammen nett med lignende spenningsnivåer, for eksempel tilkobling av 110 kV og 220 kV nett, eller 220 kV og 500 kV nett.
Egenskaper: Ekstremt høy kapasitet (opptil hundretusenvis av kVA), en nøkkelenhet i kraftsystemet. Transformasjonsforholdet er vanligvis nær 1:2, noe som gir betydelige økonomiske fordeler i denne applikasjonen.
AC trekktransformator
Beskrivelse: Brukes i elektrifiserte jernbaner (f.eks. høyhastighetsjernbane-). Den ene viklingen kobles til luftledningen (høyspent), og den andre kobles til sporet og bakken, og gir forskjellige spenningsnivåer til lokomotivet.
(2) Klassifisering etter fase
Enfaset autotransformator: Brukes i enfasede strømforsyningssituasjoner, for eksempel spenningsregulatorer i laboratoriet, stabilisatorer for husholdninger osv.
Tre-autotransformator: Brukes i tre-strømforsyningssystemer. Det kan være tre enfasetransformatorer kombinert eller en enkelt tre-kjernestruktur. Mye brukt i kraftsystemer og industriell motorstart.
(3) Klassifisering etter viklingsstruktur
Enkel-viklingsautotransformator: Den vanligste typen, med bare én vikling som har kraner.
Dobbel-viklingsautotransformator: I hovedsak basert på en vanlig dobbel-viklingstransformator, med primær- og sekundærviklinger koblet i serie, noe som muliggjør spesifikke spenningstransformasjoner og jordingsmetoder. Vanligvis brukt i kraftsystemer.
(4) Klassifisering etter kjølemetode
Tørr-Autotransformator av typen: Avkjølt med luft, ofte brukt innendørs, i laboratorier eller der brannforebygging er nødvendig.
Olje-nedsenket autotransformator: Viklinger er nedsenket i isolerende olje, som gir kjøling og isolasjon. Høy kapasitet, hovedsakelig brukt i utendørs kraftsystemer.
3. Applikasjoner av autotransformatorer
(1) Industrifelt:
- Motorspenningsreduksjonsstart: Brukes til å starte store vifter, pumper, kompressorer, etc., for å unngå å forårsake overdreven innvirkning på strømnettet. Dette er en av de mest klassiske og mest brukte applikasjonene.
- Spenningsregulering: Brukes i fabrikkverksteder for å lokalt justere driftsspenningen til utstyret, for å sikre at enhetene fungerer med optimal spenning.
(2) Strømsystem:
- Grid Interconnection: Fungerer som en bindetransformator, som forbinder to overføringsnettverk med lignende spenningsnivåer (som 132kV/275kV) for effektiv energioverføring og -distribusjon.
- Systemjording: Gir en nøytral jordingsbane.
(3) Laboratorie- og testfelt:
- Justerbar AC-strømforsyning: Gir kontinuerlig justerbar spenning for eksperimentelle kretser, et standardutstyr i elektronikk- og elektriske laboratorier.
- Utstyrstesting: Brukes til dielektrisk testing av elektrisk utstyr eller ytelsestesting ved forskjellige spenninger.
(4) Husholdnings- og kommersielle områder:
- AC-spenningsstabilisator: Mange husholdningsstabilisatorer bruker autotransformatorer inni (vanligvis tappet og automatisk byttet via et relé) for å takle ustabil nettspenning.
- Lydutstyr: Brukes for spenningstilpasning i noen avanserte lydsystemer.
(5) Jernbanetransport:
Elektrifisert jernbanestrømforsyningssystem: Gir nødvendig trekkraft for høyhastighetstog.
