(a) Transformador automático reductor
El diagrama anterior (a) muestra el diagrama de conexión del autotransformador escalonado y la figura (b) muestra el diagrama de conexión del autotransformador escalonado.
(b) transformador automático escalonado
En ambos casos, suba y baje, el devanado » ab «tiene vueltas N1 es un circuito de devanado primario y el devanado» bc » con vueltas N2 es un devanado secundario del transformador automático.
Tenga en cuenta que el devanado primario y secundario del transformador automático están conectados tanto eléctrica como magnéticamente.
Por lo tanto, la potencia del primario se transfiere al devanado secundario de forma conductiva, así como la acción del transformador por inducción mutua.
El diagrama anterior muestra las conexiones del autotransformador escalonado y escalonado cargado. En ambos casos, I1 es la corriente de entrada e I2 es la corriente de salida, Independientemente del autotransformador de paso hacia arriba/hacia abajo, la corriente en la sección de devanado que es común tanto a la primaria como a la secundaria es la diferencia entre estas dos corrientes I1 e I2. La dirección de la corriente a través de la parte común del devanado depende de la conexión del autotransformador. porque el tipo de conexión decide si la corriente de entrada I1 o la corriente de salida I2 es mayor.
Para un tipo reductor I2 > I1, la corriente I2 – I1 fluye a través de la parte común del devanado. Para autotransformador reforzado I2 < I1, por lo tanto, la corriente I1-I2 fluye en la parte común del devanado.
Teoría del autotransformador
Diagrama de transformador automático
El diagrama muestra un autotransformador escalonado ideal con carga, por lo tanto, bobinado primario 1-3 con vueltas N1 y bobinado secundario 2-3 con vueltas N2. La corriente de entrada es I1, mientras que la corriente de salida se muestra con I2, en el diagrama la parte de bobinado primario 1-2 tiene vueltas N1-N2 y el voltaje a través de la parte de bobinado primario es V1-V2, la corriente a través de la parte común del bobinado es I2 – I1 el diagrama 2 muestra un circuito equivalente del autotransformador.
Del circuito equivalente,
V1I1 = V2I2 (Potencia aparente de entrada = potencia aparente de salida)
Salida
Los devanados primarios y secundarios del autotransformador están conectados magnéticamente y eléctricamente, la transferencia de potencia del circuito primario al secundario es en forma de inducción y conducción.
Potencia aparente de salida=V2I2
Transferencia de potencia aparente por inducción=V2(I2 – I1) =V2(I2 – kI2)
=V2I2(1 – k)=V1I1(1 – k)
Transferencia de potencia inductiva = Entrada x (1 – k)
Transferencia de potencia conductiva=I/p – I/p(1 – k)
=I/p x k
Ahorro de cobre en autotransformador
Para la misma transformación de salida y voltaje, un autotransformador requiere menos transformador de cobre requiere menos cobre que el transformador ordinario en el primer diagrama se representa el transformador ordenado y el segundo diagrama muestra en un transformador que tiene la misma relación de transformación de salida y voltaje k
La longitud de cobre requerida en el bobinado del autotransformador es directamente proporcional a las vueltas, y el área de sección transversal del cable de bobinado es proporcional a la capacidad de corriente del transformador automático, por lo tanto, el cobre requerido para el bobinado es proporcional a la corriente X vuelta.
Peso de cobre en bobinado de autotransformador Current Corriente x Vuelta
Autotransformador
Peso de cobre requerido en la sección 1-2 I I1 (N1 – N2)
Peso de cobre requerido en la sección 2 -3 N N2 (I2 – I1)
por lo tanto,
Peso total de cobre requerido I I1 ( N1-N2) +N2 (I2-I1)
Peso de Cu en autotransformador (Wa) = (1-K) x Peso. ordinario transformador (Wo)
Wa = (1 – K) x Wo
Guardar en Cobre = Wo – Wa = Wa – (1 – K)Wo = K Wo
o
Guardar en Cobre = K Wt. de Cu en transformador ordinario
Por lo tanto, si K = 0.1, el ahorro de Cu es solo del 10%, pero si K = 0.9, el ahorro de Cu es del 90%. Por lo tanto, cuanto más cerca esté el valor de K del autotransformador a 1, mayor será el ahorro de cobre.
Ventajas del autotransformador
Ventajas
(1) Un autotransformador requería menos cobre que un transformador ordinario de una clasificación similar.
(2) Tiene una mejor regulación de voltaje y funciona con una eficiencia más alta que un transformador de 2 devanados de la misma clasificación.
(3) Tiene un tamaño más pequeño que un transformador ordinario de la misma clasificación.
(4) Un autotransformador requiere una corriente de excitación más pequeña que un transformador de 2 devanados de la misma clasificación.
Cabe señalar que estas ventajas del autotransformador disminuyen a medida que aumenta la proporción de transformación. Por lo tanto, un autotransformador tiene ventajas marcadas solo para valores relativamente bajos de relación de transformación
Desventajas del autotransformador
(1) Hay una conexión directa entre el devanado primario y el secundario. Por lo tanto, la salida ya no está aislada directamente de la entrada.
(2) Un autotransformador no es seguro para bajar un voltaje alto a un voltaje bajo. en caso de que un circuito abierto se desarrolle en una parte común del devanado y luego aparezca un voltaje primario completo a través de la carga, será peligroso para las personas y el equipo.
(3) La corriente de cortocircuito es mucho mayor que para el transformador de dos devanados de la misma clasificación.
Aplicaciones
(i) Los autotransformadores se utilizan para compensar las caídas de tensión en las líneas de transmisión. Cuando se utilizan para esta aplicación, se conocen como transformadores de refuerzo.
(ii) También se utiliza como arrancador de voltaje reducido para el motor de inducción.
(iii) Los autotransformadores se utilizan para obtener un suministro variable.
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