Μετασχηματιστές και αυτομετασχηματιστές - ποια είναι η διαφορά και το χαρακτηριστικό

Διάφοροι ηλεκτρικοί εξοπλισμοί και σύγχρονα ηλεκτρικά δίκτυα συνολικά χρησιμοποιούν κυρίως AC για την εργασία τους. Κινητήρες εναλλασσόμενου ρεύματος τροφοδοσίας, επαγωγικοί φούρνοι, εργαλειομηχανές, υπολογιστές, θερμαντήρες, ηλεκτρικοί θερμοσίφωνες, συσκευές φωτισμού, οικιακές συσκευές.

Είναι αδύνατο να υπερεκτιμηθεί η σημασία του εναλλασσόμενου ρεύματος για τον σύγχρονο κόσμο. Ωστόσο, η υψηλή τάση χρησιμοποιείται για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις. Και ο εξοπλισμός απαιτεί χαμηλή τάση για την τροφοδοσία ρεύματος - 110, 220 ή 380 volts.

Συνεπώς, μετά τη μετάδοση σε μια απόσταση, η τάση πρέπει να μειωθεί. Η μείωση γίνεται με βήματα χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές και αυτομετασχηματιστές.

Σε γενικές γραμμές, οι μετασχηματιστές είναι πάνω-κάτω. Οι βαθμιδωτοί μετασχηματιστές εγκαθίστανται σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, όπου αυξάνουν την εναλλασσόμενη τάση που λαμβάνεται από τη γεννήτρια σε εκατοντάδες χιλιάδες και ακόμη και ένα εκατομμύριο βολτ, τα οποία είναι κατάλληλα για μετάδοση σε μεγάλες αποστάσεις με ελάχιστη απώλεια ενέργειας. Και τότε αυτή η υψηλή τάση μειώνεται πάλι με τη βοήθεια των μετασχηματιστών.

Ένας συμβατικός μετασχηματιστής ισχύος ή δικτύου είναι μια ηλεκτρομαγνητική μονάδα, σκοπός της οποίας είναι η αλλαγή της πραγματικής τιμής της εναλλασσόμενης τάσης που τροφοδοτείται στο πρωτεύον της τύλιγμα. Ο κανονικός μετασχηματιστής έχει αρκετές περιελίξεις, αλλά τουλάχιστον δύο - πρωτογενείς και δευτερεύοντες.

Οι στροφές όλων των περιελίξεων μετασχηματιστών περιβάλλουν έναν κοινό μαγνητικό πυρήνα - πυρήνα. Μια τάση εφαρμόζεται στην πρωτογενή περιέλιξη, η τιμή της οποίας πρέπει να αλλάξει, ένας καταναλωτής ή ένα δίκτυο με πρίζες, από τον οποίο θα τροφοδοτούνται πολλοί καταναλωτές, συνδέεται με το δευτερεύον (τύλιγμα) τύλιγμα.

Περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το μετασχηματιστή συσκευών δείτε εδώ:Πώς ρυθμίζεται και λειτουργεί ο μετασχηματιστής, ποια χαρακτηριστικά λαμβάνονται υπόψη κατά τη λειτουργία

Η λειτουργία του μετασχηματιστή βασίζεται στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής Faraday. Όταν ένα εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει διαμέσου των στροφών του πρωτεύοντος τυλίγματος, ένα εναλλασσόμενο ηλεκτρομαγνητικό πεδίο ενός δεδομένου ρεύματος δρα στο χώρο μέσα στο (κυρίως) τύλιγμα.

Αυτό το εναλλασσόμενο μαγνητικό πεδίο είναι ικανό να προκαλέσει επαγωγή ΗΜΓ στο δευτερεύον τύλιγμα, το οποίο καλύπτει το χώρο δράσης της μαγνητικής ροής του πρωτογενούς τυλίγματος. Σε ένα συμβατικό μετασχηματιστή, τα πρωτογενή τυλίγματα είναι γαλβανικά απομονωμένα από το πρωτεύον.

Σε έναν αυτομετασχηματιστή, ένα μέρος των στροφών του πρωτογενούς τυλίγματος χρησιμοποιείται ως δευτερεύον. Συνιστάται η χρήση αυτομετασχηματιστών όταν η τάση χρειάζεται να μειωθεί μόνο ελαφρώς, όχι κατά περιόδους, όπως συμβαίνουν οι συμβατικοί μετασχηματιστές, αλλά για παράδειγμα 0,7 φορές.

Έτσι, η κύρια διαφορά μεταξύ ενός μετασχηματιστή και ενός αυτομετασχηματιστή είναι ότι σε έναν συμβατικό μετασχηματιστή, οι περιελίξεις είναι ηλεκτρικά απομονωμένες μεταξύ τους και οι περιελίξεις του αυτομετασχηματιστή έχουν κοινές στροφές και συνεπώς είναι πάντα γαλβανικά συνδεδεμένες. Με έναν μετασχηματιστή, κάθε περιέλιξη έχει τουλάχιστον δύο δικά του τερματικά · με έναν αυτομετασχηματιστή, ένας ακροδέκτης θα είναι πάντα κοινός για τις πρωτογενείς και δευτερεύουσες περιελίξεις.

Οι αυτομετασχηματιστές χρησιμοποιούνται ευρέως σε δίκτυα με τάσεις άνω των 100 kV, καθώς με τη σταδιακή μείωση της τάσης, όταν είναι σαφές ότι οι περιελίξεις του τελικού μετασχηματιστή θα απομονωθούν γαλβανικά, η απουσία γαλβανικής απομόνωσης στο στάδιο του αυτομετασχηματιστή δεν είναι κρίσιμη.

Από οικονομική άποψη, οι αυτομετασχηματιστές είναι πολύ πιο κερδοφόροι από τους συνηθισμένους. Έχουν μικρότερη απώλεια στις περιελίξεις λόγω του λιγότερου χαλκού στα σύρματα από τους συμβατικούς μετασχηματιστές παρόμοιας ισχύος.

Το μέγεθος του αυτομετασχηματιστή με την ίδια ισχύ είναι μικρότερο - λιγότερο κόστος υλικού και πυρήνα. Οι αυτομετασχηματιστές έχουν υψηλότερη απόδοση, επειδή μόνο ένα μέρος της μαγνητικής ροής υπόκειται σε μετατροπή. Και γενικά, το κόστος ενός αυτομετασχηματιστή είναι χαμηλότερο.

Τα μειονεκτήματα του αυτομετασχηματιστή, σε αντίθεση με το συνηθισμένο, περιλαμβάνουν την έλλειψη γαλβανικής απομόνωσης μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος κυκλώματος. Εάν η μόνωση σπάσει για οποιονδήποτε λόγο, η περιέλιξη χαμηλής τάσης θα είναι υπό υψηλή τάση. Επομένως, οι αυτομετασχηματιστές συνήθως δεν χρησιμοποιούνται στην καθημερινή ζωή, έτσι ώστε να μην εκθέτουν τον μέσο άνθρωπο στον κίνδυνο ηλεκτροπληξίας.

Σε τάσεις μέχρι 1000 volt, οι αυτομετασχηματιστές χρησιμοποιούνται για τη ρύθμιση της τάσης με τη μορφή εργαστηριακών συσκευών - εργαστηριακών αυτομετασχηματιστών (LATR) και ως μέρος των ηλεκτρομηχανικών σταθεροποιητών τάσης (βλ. 220V σταθεροποιητές τάσης δικτύου - σύγκριση διαφόρων τύπων, πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων)