Автотрансформаторомназывают такой трансформатор, у которого имеется электрическая и магнитная связь между первичной и вторичной обмотками. Как и обычные трансформаторы, они могут быть понижающими и повышающими, одно- и трехфазными. Схема автотрансформатора приведена на рисунке. 5.3. Режим холостого хода автотрансформатора () ничем не отличается от соответствующего режима обычного трансформатора. Так как первичное напряжение равномерно распределяется между витками первичной обмотки, то вторичное напряжение
где — коэффициент трансформации автотрансформатора.
При коротком замыкании автотрансформатора из первичной сети течет ток а во вторичной цепи , - ток .
Если бы обмотки и были электрически разобщены то, пренебрегая намагничивающим током, можно записать
|
В автотрансформаторе ток течет только по части обмотки . По общей обмотке течет ток . Таким образом, в понижающем автотрансформаторе ток течет по общей части обмотки в направлении, обратном току и согласно с током .
|
|
Если сравнить параметры автотрансформатора при коротком замыкании с параметрами обычного трансформатора, то получим следующее: мощность потерь в меди трансформатора . В автотрансформаторе ток , течет по участку , активное сопротивление которого
.
Следовательно, .
Обмотка выполняет функцию вторичной обмотки с током , составляющим часть тока обычного трансформатора.
Таким образом, автотрансформатор можно рассматривать как обычный трансформатор с активными сопротивлениями первичной и вторичной обмоток. При этом мощность потерь
, (3.14)
В том же отношении изменяется и масса меди обмоток автотрансформатора. Индуктивное сопротивление автотрансформатора
, (3.15)
Следовательно, напряжение автотрансформатора при коротком замыкании
, (3.16)
Подводимая к автотрансформатору мощность передается во вторичную обмотку частично в форме электромагнитной мощности через обмотку , частично в форме электрической мощности через обмотку . Следовательно,
. (3.17)
Векторные диаграммы и схемы замещения автотрансформаторов не отличаются от векторных диаграмм и схем замещения обычных трансформаторов. Однако меньшим и соответствуют меньшее изменение напряжения автотрансформатора и больший КПД, чем у обычного трансформатора. Наиболее высок КПД автотрансформатора при = 1,25 – 2.
Недостатками автотрансформаторов являются большой ток короткого замыкания по сравнению с обычными трансформаторами при небольшом напряжении короткого замыкания и опасность попадания высокого напряжения в вторичную обмотку.
|
|
Маломощные автотрансформаторы применяют в схемах автоматики и связи, напряжение в которых изменяется в пределах ±10 – 50%. Автотрансформаторы со скользящим контактом типа ЛАТР (лабораторный автотрансформатор) используют в лабораторной практике, так как они дают возможность плавно регулировать напряжение вторичной цепи от 0 до 1,21 U1.