Автотрансформаторы

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.