Содержание  Главная (библиотека)
Предыдущий § Следущий

2-16. Автотрансформатор

Автотрансформатор отличается от трансформатора тем, что у него обмотка низшего напряжения является частью обмотки высшего напряжения, причем она выполняется из проводников, в общем случае отличающихся по сечению от проводников другой части, и обычно располагается относительно другой части, как показано на рис. 2-48. Следовательно, части Аа и аХ можно рассматривать как обмотки двухобмоточного трансформатора, имеющие между собой не только магнитную связь, но и электрическую.

Автотрансформаторы могут служить как для понижения, так и для повышения напряжения. Они выполняются для небольших коэффициентов трансформации, не сильно отличающихся от единицы, и в этом случае, как показано в дальнейшем, экономичнее в работе и требуют на изготовление меньше материалов, чем обычные двухобмоточные трансформаторы на ту же номинальную мощность.

За номинальную мощность автотрансформатора принимается мощность

Пренебрегая током холостого хода, согласно закону полного тока можем написать:

отсюда

Ток в общей части обмотки а — X равен геометрической сумме первичного и вторичного токов:

Рис. 2-48. Схема понижающего автотрансформатора (а); расположение частей его обмоток относительно стержня сердечника (б).

что дает возможность соответственно-уменьшить сечение ее проводников.

Учитывая (2-77), получим:

Части обмотки А - а и а - X магнитно уравновешены, т. е. их н. с. равны и противоположно направлены,, что следует из соотношений

Для того чтобы можно было сравнить автотрансформатор с двухобмоточным трансформатором, найдем расчетную мощность S_a автотрансформатора.

Расчетная мощность S_а1 части обмотки А — а равна:

Отсюда найдем расчетную мощность автотрансформатора при номинальных значениях токов и напряжений:

Размеры автотрансформатора рассчитываются для мощности

тогда как размеры двухобмоточного трансформатора рассчитываются для мощности S_н.

Таким образом, расчетная мощность автотрансформатора меньше его номинальной мощности, называемой также полной или проходной:

передается во вторичную внешнюю цепь непосредственно по проводам.

Очевидно, что автотрансформаторы тем экономичнее по сравнению с двухобмоточными трансформаторами, чем ближе ω₂ к ω₁, т. е. чем ближе коэффициент трансформации к единице. Так как веса обмотки и стали сердечника автотрансформатора меньше весов тех же материалов двухобмоточного трансформатора, то и потери в нем меньше, а к. п. д. выше при той же мощности S_н. Параметры, а следовательно, и изменение напряжения также имеют меньшие значения.

Изменение напряжения автотрансформатора определяется по аналогии с двухобмоточным трансформатором. Напишем в соответствии с рис. 2-48,а уравнения напряжений:

Отсюда найдем изменение напряжения для понижающего автотрансформатора:

Номинальное напряжение короткого замыкания автотрансформатора

мыкания автотрансформатора могут иметь очень большие значения, если ω₂ близко к ω₁. Следует также принять во внимание, что в этом случае может сильно возрасти намагничивающий ток в части обмотки А—а, которым мы пренебрегали в предыдущих выводах.

Для повышающего автотрансформатора, схема которого показана на рис. 2-49, можем написать следующие уравнения напряжений:

Рис. 2-49. Схема повышающего автотрансформатора.

Недостатком автотрансформатора является то, что здесь вторичная цепь оказывается электрически соединенной

Рис. 2-50. Схема трехфазного автотрансформатора.

с первичной цепью. Она должна иметь такую же изоляцию по отношению к земле, как и первичная цепь. Это обстоятельство заставляет выбирать значение коэффициента трансформации автотрансформатора при высоких напряжениях не выше 2—2,5.

Схема трехфазного автотрансформатора представлена на рис. 2-50.

Автотрансформаторы находят себе применение в качестве пусковых для пуска больших синхронных двигателей и короткозамкнутых асинхронных двигателей, для осветительных установок (для дуговых ламп переменного тока), для связи сетей с напряжениями, мало отличающимися одно от другого. В последнем случае трехфазные автотрансформаторы снабжаются еще одной обмоткой, соединенной треугольником, для подавления третьей гармоники в кривых магнитных потоках и, следовательно, в кривых фазных э. д. с. (см. § 2-13).

Автотрансформаторы выполняются также с устройством, позволяющим плавно регулировать их вторичное напряжение. Регулирование напряжения осуществляется путем изменения числа витков обмотки при помощи специальных переключателей или контакта, перемещаемого непосредственно по обмотке, очищенной с одной стороны от изоляции.

Содержание  Главная (библиотека)
Предыдущий § Следущий