Автотрансформаторы сферы применения и конструктивные особенности

В отличие от других типов, автотрансформаторы позволяют плавно преобразовывать исходное напряжение. Они применяются при небольших изменениях параметров тока.
Устройство
На магнитопроводе автотрансформатора всего лишь одна обмотка. Часть ее витков функционирует как первичная, другая – как вторичная. При этом он снабжен как минимум тремя выводами.
Обычно сердечник представлен тороидальным магнитопроводом. Он сделан из электротехнической стали в виде кольца. На него намотана обмотка. Она имеет дополнительный отвод, служащий третьим контактом.
Принцип функционирования
Если в двухобмоточном трансформаторе витки разобщены, то в автотрансформаторе одна обмотка. При поступлении тока в нее возникает переменный магнитный поток. Он образовывает в каждом витке равную электродвижущую силу.
Вторичный ток, в зависимости от точек подключения нагрузки, будет разным. Существуют как понижающие, так и повышающие автотрансформаторы. Однако они целесообразны лишь для небольших преобразований тока.
Область применения
Автотрансформаторы получили широкое распространение. Они используются в:
• энергетике – в длинных ЛЭП они передают ток в звеньях с высоким напряжениям (вплоть до 132 кВ), значения которых отличаются не более чем в 2-2,5 раза;
• железнодорожном транспорте для доставки электричества от контактного провода к проводнику питания и рельсе, что увеличивает дальность передачи и уменьшает помехи;
• аудиосистемах для согласования импеданса и адаптации к постоянному напряжению;
• промышленности, где снижают ток пуска электрических двигателей с помощью трехфазных силовых автотрансформаторов;
• бытовом хозяйстве в качестве компонента механических сервоприводных стабилизаторов напряжения, которые плавно меняют напряжение.
Также автотрансформаторы используются для испытания устройств. После ремонта приборы необходимо проверить номинальным напряжением. Для Лабораторный автотрансформатор обеспечивает плавность процесса. Мгновенная подача высокого напряжения приводит к выгоранию устройства.
Типы автотрансформаторов
Классификация основана на области применения:
1. АДТ – мощность 25 Вт, имеют небольшое распространение.
2. ЛАТР-1 – для напряжения в 127 В.
3. ЛАТР-2 – для напряжения 220 В.
4. РНО – в случае больших нагрузок.
5. ДАТР-1 – при малом потреблении.
6. ВУ-25-Б – для сглаживания исходящего тока (в схемах защиты).
7. АТЦН – в аппаратах измерительного типа (телеустройствах).
Плюсы и минусы
У данного оборудования следующие преимущества:
• в отличие от двухобмоточных размеры автотрансформатора гораздо меньше. Он предпочтительнее для ситуаций, когда требуется небольшое преобразование исходного тока;
• точно регулирует напряжение, поскольку снижены падение напряжения и реактивное сопротивление;
• для их изготовления используется небольшое количество цветных металлов;
• из-за малых потерь в сердечнике и обмотке достигается высокое КПД, вплоть до 99%.
Недостатки АТ:
• при неисправностях из-за малого сопротивления могут формироваться очень сильные токи КЗ;
• довольно высокая вероятность пробоя по причине электропроводимости между обеими обмотками, что вынуждает закладывать большой запас по мощности;
• усложнено установление электромагнитного баланса в обмотке при соединении по типу «звезда-звезда», поскольку заземлить устройство получится лишь с одной стороны;
• обе обмотки требуют одинакового соединения, иначе возникнут трудности в связи с переменой угла первичной и вторичной фазы.
Выбор автотрансформатора
Сначала нужно определиться с целью использования. Для аудиосистемы потребуется одна модель, для промышленных задач – совершенно иная.
Основные критерии при выборе автотрансформатора:
• напряжение питания;
• мощность;
• шаг регулировки.
Необходимая мощность определяется складыванием таковой всех подключаемых потребителей, при этом нельзя забывать о некотором запасе. Автотрансформатор напряжением 220 В подходит для бытовых сетей. Для трехфазных нужен прибор на 380 В.
Заключение
АТ эффективнее других типов трансформаторов. У них высокое КПД и быстрее скорость преобразования напряжения. Но они пригодны лишь для тех случаев, когда необходимо малое изменение первичного тока.