คำอธิบายหม้อแปลงอัตโนมัติ หม้อแปลงอัตโนมัติคืออะไร? หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติมีการใช้งานที่หลากหลายในกิจกรรมของมนุษย์ในด้านต่างๆ

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ (LATR) ใช้เพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับในงานต่างๆ ที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมไฟฟ้าได้อย่างราบรื่น ส่วนใหญ่มักใช้เพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในเครื่องใช้ในครัวเรือนและการก่อสร้าง

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติเป็นหม้อแปลงประเภทหนึ่ง ขดลวดทั้งสองในอุปกรณ์นี้เชื่อมต่อกันโดยตรง เป็นผลให้มีการสื่อสารสองประเภทปรากฏขึ้นระหว่างพวกเขาประเภทหนึ่งคือแม่เหล็กไฟฟ้าและอีกประเภทหนึ่งทางไฟฟ้า ขดลวดมีขั้วต่อหลายขั้วที่มีค่าแรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตต่างกัน ความแตกต่างจากหม้อแปลงทั่วไปคือประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงกำลังบางส่วน

คุณสมบัติการออกแบบ

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีขดลวดมากกว่า 2 เส้นขึ้นไปซึ่งมีข้อต่อแบบเหนี่ยวนำที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าตามแรงดันไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดอื่นสามารถมีขดลวดได้เพียงขดลวดเดียวสำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ หรือขดลวดหลายขดลวดที่หุ้มด้วยฟลักซ์แม่เหล็ก ซึ่งพันบนแกนที่มีคุณสมบัติเป็นเฟอร์โรแมกเนติก

ปัจจุบันหม้อแปลงไฟฟ้า 1 เฟส (LATP) ได้รับความนิยม นี่เป็นหม้อแปลงรุ่นห้องปฏิบัติการซึ่งขดลวดทั้งสองไม่ได้แยกออกจากกัน แต่มีการเชื่อมต่อโดยตรง ดังนั้นนอกเหนือจากการสื่อสารทางแม่เหล็กไฟฟ้าแล้ว พวกมันยังมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าอีกด้วย คอยล์ทั่วไปดังกล่าวมีเทอร์มินัลหลายตัว ที่เอาต์พุตคุณจะได้รับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน

หลักการทำงาน

เนื่องจากคุณสมบัติการออกแบบ หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติจึงสามารถผลิตแรงดันไฟฟ้าทั้งแรงต่ำและสูงได้ รูปนี้แสดงวงจรของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีการลดและเพิ่มแรงดันไฟฟ้า

หากคุณเชื่อมต่อแหล่งกำเนิดกระแสสลับเข้ากับ X และ "a" ฟลักซ์แม่เหล็กจะถูกสร้างขึ้น ในขณะนี้ เกิดความต่างศักย์ที่มีค่าเท่ากันในการหมุนของขดลวด เป็นผลให้ระหว่าง X และ "a" EMF ปรากฏเท่ากับค่าของ EMF ของเทิร์นที่ 1 คูณด้วยจำนวนรอบของขดลวดที่อยู่ในช่วงเวลาระหว่างจุดเหล่านี้

เมื่อโหลดผู้บริโภคเชื่อมต่อกับขดลวดเข้ากับขั้วต่อ X และ "a" กระแสขดลวดทุติยภูมิจะไหลผ่านส่วนของขดลวดระหว่างจุดเหล่านี้ โปรดทราบว่ากระแสหลักและกระแสรองทับซ้อนกัน กระแสที่ไม่มีนัยสำคัญจะไหลระหว่าง X และ "a"

เนื่องจากคุณสมบัติของการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติส่วนหลักของขดลวดจึงทำจากลวดที่มีหน้าตัดขนาดเล็กซึ่งช่วยลดต้นทุน หากจำเป็นต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าภายในขอบเขตเล็กน้อย ขอแนะนำให้ใช้ตัวแปลงอัตโนมัติ (LATR) ดังกล่าว

ประเภทของหม้อแปลงอัตโนมัติ

พบแอปพลิเคชันตัวแปลงอัตโนมัติหลายประเภท:

VU-25 - บีทำหน้าที่ปรับกระแสทุติยภูมิในวงจรป้องกันของหม้อแปลงให้เรียบ
เอทีดี— กำลังไฟ 25 วัตต์ ใช้งานได้ยาวนาน ดีไซน์เก่า ใช้งานน้อย
ลาทีอาร์ - 1เหมาะสำหรับการใช้งาน 127 โวลต์
ลาทีอาร์ - 2ใช้กับแรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์
DATR - 1ทำหน้าที่สำหรับผู้บริโภคที่อ่อนแอ
อาร์เอ็นโอ- สำหรับงานหนัก
เอทีซีเอ็นใช้ในการวัดอุปกรณ์โทรทัศน์

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติยังถูกแบ่งตามกำลัง:

พลังงานต่ำสูงถึง 1,000 โวลต์
กำลังไฟปานกลาง มากกว่า 1,000 โวลต์
พลัง.

เครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการ

เวอร์ชันนี้ใช้ในเครือข่ายไฟฟ้าแรงต่ำเพื่อควบคุมแรงดันไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการ LATR เฟสเดียวดังกล่าวทำจากแกนเฟอร์โรแมกเนติกในรูปแบบของวงแหวนซึ่งมีการพันลวดทองแดงหุ้มฉนวนชั้นหนึ่ง

ในหลาย ๆ ที่ของการคดเคี้ยวจะมีการสรุปในรูปแบบของกิ่งก้าน ทำให้สามารถใช้อุปกรณ์ดังกล่าวเป็นตัวแปลงอัตโนมัติที่มีความสามารถในการเพิ่มหรือลดแรงดันไฟฟ้าด้วยอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงคงที่ ด้านบนของขดลวดมีทางเดินแคบ ๆ สำหรับทำความสะอาดฉนวน หน้าสัมผัสของลูกกลิ้งหรือแปรงเคลื่อนที่ไปตามนั้น ทำให้แรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิเปลี่ยนแปลงได้อย่างราบรื่น

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติในห้องปฏิบัติการดังกล่าวจะไม่เกิดการลัดวงจรเนื่องจากกระแสโหลดและเครือข่ายในขดลวดพุ่งเข้าหากันและมีมูลค่าใกล้เคียงกัน ความจุ LATR มีตั้งแต่ 0.5 ถึง 7.5 kVA

หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส

นอกเหนือจากตัวเลือกการออกแบบอื่น ๆ แล้ว ยังมีตัวแปลงอัตโนมัติรุ่นสามเฟสอีกด้วย พวกเขามีขดลวดสามหรือสองอัน

ส่วนใหญ่มักจะเชื่อมต่อกันในรูปแบบของดาวฤกษ์โดยมีจุดที่เป็นกลางแยกจากกัน การเชื่อมต่อแบบดาวทำให้สามารถลดแรงดันไฟฟ้าที่คำนวณสำหรับฉนวนของอุปกรณ์ได้ เพื่อลดแรงดันไฟฟ้า กำลังจ่ายให้กับขั้วต่อ A, B, C และรับเอาต์พุตที่ขั้วต่อ a, b, c เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้า ทุกอย่างจะทำในทางกลับกัน หม้อแปลงดังกล่าวใช้เพื่อลดระดับแรงดันไฟฟ้าเมื่อสตาร์ทมอเตอร์ไฟฟ้ากำลังสูงรวมถึงควบคุมแรงดันไฟฟ้าเป็นระยะในเตาไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูงอัตโนมัติใช้ในระบบเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูง การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของระบบพลังงานทำให้สามารถลดต้นทุนการขนส่งพลังงานได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ทำให้กระแสไฟฟ้าลัดวงจรเพิ่มขึ้น

โหมดการทำงาน

หม้อแปลงอัตโนมัติ
รวม.
หม้อแปลงไฟฟ้า

หากเป็นไปตามข้อกำหนดการปฏิบัติงานของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ รวมถึงการปฏิบัติตามการควบคุมอุณหภูมิน้ำมัน หม้อแปลงไฟฟ้าก็จะสามารถทำงานได้เป็นเวลานานโดยไม่เกิดความร้อนสูงเกินไปหรือพัง

ข้อดีและข้อเสีย

สามารถเน้นข้อดีดังต่อไปนี้:

ข้อดีคือประสิทธิภาพสูง เนื่องจากมีการแปลงกำลังหม้อแปลงเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้น และนี่เป็นสิ่งสำคัญเมื่อแรงดันไฟฟ้าเอาท์พุตและอินพุตแตกต่างกันเล็กน้อย
ลดการใช้ทองแดงในขดลวดและแกนเหล็ก
ขนาดและน้ำหนักที่ลดลงของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติทำให้สามารถสร้างเงื่อนไขการขนส่งที่ดีไปยังสถานที่ติดตั้งได้ หากต้องการกำลังไฟฟ้าที่มากขึ้นของหม้อแปลงไฟฟ้า ก็สามารถผลิตได้ภายในข้อจำกัดที่อนุญาตในด้านขนาดและน้ำหนักสำหรับการขนส่งโดยการขนส่ง
ต้นทุนต่ำ
การกำจัดแรงดันไฟฟ้าอย่างราบรื่นจากหน้าสัมผัสรวบรวมกระแสไฟฟ้าแบบเคลื่อนย้ายได้ซึ่งเชื่อมต่อกับขดลวด

ข้อเสียของหม้อแปลงอัตโนมัติ:

ส่วนใหญ่แล้วขดลวดจะเชื่อมต่อกับดาวที่มีความเป็นกลางซึ่งต่อสายดิน การเชื่อมต่อตามรูปแบบอื่น ๆ ก็เป็นไปได้เช่นกัน แต่การใช้งานทำให้เกิดความไม่สะดวกซึ่งเป็นผลมาจากการที่ไม่ค่อยได้ใช้ ความเป็นกลางจะต้องต่อสายดินผ่านการต้านทานหรือใช้วิธีการตาบอด แต่เราต้องไม่ลืมว่าความต้านทานต่อสายดินไม่ควรปล่อยให้ความต่างศักย์ไฟฟ้าข้ามเฟสเกินช่วงเวลาที่เฟสใดเฟสหนึ่งลัดวงจรลงกราวด์
ศักยภาพที่เพิ่มขึ้นสำหรับแรงดันไฟฟ้าเกินในช่วงพายุฝนฟ้าคะนองที่อินพุตของตัวแปลงอัตโนมัติทำให้จำเป็นต้องติดตั้งตัวจับที่ไม่ปิดเมื่อปิดสาย
วงจรไฟฟ้าไม่ได้แยกออกจากกัน (หลักและรอง)
การพึ่งพาแรงดันไฟฟ้าต่ำกับไฟฟ้าแรงสูงซึ่งเป็นผลมาจากความล้มเหลวและไฟกระชากของไฟฟ้าแรงสูงส่งผลต่อเสถียรภาพของแรงดันไฟฟ้าต่ำ
ฟลักซ์การรั่วซึมต่ำระหว่างขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ
ฉนวนของขดลวดทั้งสองจะต้องทำสำหรับไฟฟ้าแรงสูง เนื่องจากมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างขดลวด
หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติขนาด 6-10 กิโลโวลต์ไม่สามารถใช้เป็นเครื่องจ่ายไฟได้โดยมีแรงดันไฟฟ้าลดลงเหลือ 380 โวลต์ เนื่องจากผู้คนสามารถเข้าถึงอุปกรณ์ดังกล่าวได้ และเนื่องจากอุบัติเหตุ แรงดันไฟฟ้าจากขดลวดปฐมภูมิสามารถไปถึงขดลวดทุติยภูมิได้

แอปพลิเคชัน

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติมีการใช้งานที่หลากหลายในกิจกรรมของมนุษย์ในด้านต่างๆ:

ในอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่ำสำหรับการตั้งค่า จ่ายไฟ และทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าทางอุตสาหกรรมและในครัวเรือน อุปกรณ์ควบคุมอัตโนมัติ ในสภาพห้องปฏิบัติการบนม้านั่ง (LATR) ในอุปกรณ์และอุปกรณ์สื่อสาร ฯลฯ
หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ 3 เฟสรุ่นกำลังใช้เพื่อลดกระแสสตาร์ทของมอเตอร์ไฟฟ้า
ในอุตสาหกรรมพลังงานมีการใช้โมเดลหม้อแปลงไฟฟ้าที่ทรงพลังเพื่อเชื่อมต่อเครือข่ายไฟฟ้าแรงสูงกับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าใกล้เคียงกัน อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงในอุปกรณ์ดังกล่าวมักจะไม่เกิน 2 - 2.5 หากต้องการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในระดับที่ใหญ่ขึ้น จำเป็นต้องมีอุปกรณ์อื่นๆ และการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติจะกลายเป็นสิ่งที่ทำไม่ได้
โลหะวิทยา.
สาธารณูปโภค
การผลิตอุปกรณ์
การผลิตปิโตรเลียมและเคมีภัณฑ์
สถาบันการศึกษาใช้ LATR เพื่อสาธิตการทดลองในบทเรียนฟิสิกส์และเคมี
ตัวปรับแรงดันไฟฟ้า
อุปกรณ์เสริมสำหรับเครื่องจักรและเครื่องบันทึก

วิธีการเลือกหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

ขั้นแรก ให้พิจารณาว่าจะใช้ตัวแปลงอัตโนมัติที่ไหน หากสำหรับการทดสอบอุปกรณ์ไฟฟ้าในองค์กรจำเป็นต้องมีรุ่นหนึ่ง แต่สำหรับการจ่ายไฟให้กับวิทยุในรถยนต์ในระหว่างการซ่อมแซมก็จะเป็นรุ่นที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง

พลัง- จำเป็นต้องคำนวณภาระของผู้บริโภคทั้งหมด กำลังทั้งหมดไม่ควรเกินกำลังของหม้อแปลงอัตโนมัติ
ช่วงการปรับ - พารามิเตอร์นี้ขึ้นอยู่กับการทำงานของอุปกรณ์นั่นคือเพื่อเพิ่มหรือลด ส่วนใหญ่แล้วอุปกรณ์จะเป็นประเภทลดแรงดันไฟฟ้า
แรงดันไฟฟ้า - หากคุณต้องการเชื่อมต่อเครื่องเปลี่ยนรูปแบบอัตโนมัติกับเครือข่ายในบ้านคุณควรซื้ออุปกรณ์ขนาด 220 โวลต์และหากเป็นเครือข่าย 3 เฟสก็ควรซื้อ 380 โวลต์

ด้วยอุปกรณ์ดังกล่าวคุณสามารถเปลี่ยนค่าแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายและตั้งค่าที่จำเป็นสำหรับโหลดประเภทเฉพาะได้

โดยทั่วไปแล้ว หม้อแปลงไฟฟ้าได้รับการออกแบบมาเพื่อแปลงกระแสอินพุตของแรงดันไฟฟ้าหนึ่งให้เป็นกระแสเอาต์พุตของแรงดันไฟฟ้าอื่น ในกรณีที่จำเป็นต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าภายในขอบเขตเล็กน้อย การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบขดลวดเดี่ยวเพื่อจุดประสงค์เหล่านี้จะง่ายกว่าและสะดวกกว่าซึ่งเรียกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติแทนที่จะเป็นแบบสองขดลวด

ดังนั้นหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติจึงเป็นหนึ่งในตัวแปรของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเชื่อมต่อโดยตรงเนื่องจากมีการเชื่อมต่อทั้งแม่เหล็กไฟฟ้าและกัลวานิก

ขดลวดรวมของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติมีขั้วต่ออย่างน้อย 3 อัน เมื่อเชื่อมต่อกับพินเหล่านี้ คุณจะได้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ด้วยอัตราส่วนการแปลงที่ต่ำตั้งแต่ 1 ถึง 2 หม้อแปลงอัตโนมัติจะมีประสิทธิภาพมากกว่า เบากว่า และราคาถูกกว่าหม้อแปลงแบบหลายขดลวด

ข้อได้เปรียบหลักของหม้อแปลงอัตโนมัติคือประสิทธิภาพสูงถึง 99% นี่เป็นเพราะว่าพลังงานเพียงบางส่วนเท่านั้นที่ถูกแปลง ในสภาวะที่แรงดันไฟฟ้าขาเข้าและขาออกแตกต่างกันเล็กน้อย นี่เป็นข้อได้เปรียบที่สำคัญ เนื่องจากการสูญเสียการแปลงมีน้อยมาก

ข้อเสียเปรียบหลักของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติคือไม่มีการแยกกระแสไฟฟ้าของวงจรไฟฟ้าหลักและทุติยภูมิโดยใช้ฉนวนเช่นเดียวกับในหม้อแปลงทั่วไป เหล่านั้น. ที่นี่เป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างสิ่งที่เรียกว่า "การแยกกัลวานิก" ดังนั้นที่ค่าสัมประสิทธิ์การแปลงสูงจึงมีโอกาสสูงที่จะเกิดการลัดวงจรหรือการพังทลายของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติมีความสมเหตุสมผลทางเศรษฐกิจเมื่อเชื่อมต่อเครือข่ายที่มีการต่อสายดินอย่างมีประสิทธิภาพด้วยแรงดันไฟฟ้ามากกว่า 110 kV รวมถึงอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า 3-4 เนื่องจากการสูญเสียไฟฟ้าน้อยกว่าหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไป เหตุผลทางเศรษฐกิจอีกประการหนึ่งสำหรับการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติคือความจริงที่ว่าการผลิตใช้ทองแดงน้อยลงสำหรับขดลวดและใช้เหล็กไฟฟ้าสำหรับแกน ดังนั้นน้ำหนักและขนาดของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติจึงน้อยลงและต้นทุนก็ต่ำลง

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติถูกใช้เป็นตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าในอุปกรณ์สตาร์ทของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับต่างๆ รวมถึงมอเตอร์ที่ทรงพลังที่สุดเพื่อการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ราบรื่นในวงจรป้องกันรีเลย์ ฯลฯ การควบคุมหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติเนื่องจากความสามารถในการเคลื่อนย้ายจุดตัดแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิทางกลไกทำให้อนุญาต คุณต้องรักษาแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิให้คงที่เมื่อแรงดันไฟฟ้าหลักเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า ในเวลาเดียวกันตัวแปลงอัตโนมัติตัวเดียวกันสามารถเป็นได้ทั้งแบบก้าวขึ้นและลง - ทั้งหมดขึ้นอยู่กับการรวมของขดลวด

เครื่องเปลี่ยนรูปอัตโนมัติแบบปรับได้ในห้องปฏิบัติการ (LATR)

ในเครือข่ายแรงดันต่ำตัวแปลงอัตโนมัติยังใช้เป็นตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าในห้องปฏิบัติการพลังงานต่ำ ในหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติดังกล่าว แรงดันไฟฟ้าจะถูกควบคุมโดยการเลื่อนหน้าสัมผัสแบบเลื่อนไปตามการหมุนของขดลวด

LATR ผลิตขึ้นโดยการพันขดลวดชั้นเดียวของแกนแม่เหล็กเฟอร์โรแมกเนติกรูปวงแหวนพร้อมลวดทองแดงหุ้มฉนวน ขดลวดดังกล่าวมีหลายสาขาคงที่ซึ่งทำให้สามารถใช้ LATR เป็นหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์หรือสเต็ปอัพที่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงคงที่ที่แน่นอน นอกจากนี้ บนพื้นผิวของขดลวดทองแดงที่แยกฉนวนออก จะมีการตัดรางแคบๆ ไปตามที่ลูกกลิ้งหรือแปรงสามารถเคลื่อนที่ได้ ซึ่งทำเพื่อให้ได้การควบคุมแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิในช่วงตั้งแต่ 0 ถึง 250V ได้อย่างราบรื่น เป็นที่น่าสังเกตว่าการลัดวงจรจะไม่เกิดขึ้นเมื่อเทิร์นที่อยู่ติดกันถูกปิดในหม้อแปลงในห้องปฏิบัติการเนื่องจากเครือข่ายและกระแสโหลดในขดลวดรวมของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติอยู่ใกล้กันและมีทิศทางสวนทางกันโดยตรง LATR ผลิตขึ้นโดยมีกำลังไฟพิกัดตั้งแต่ 0.5 ถึง 7.5 kVA

การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้าต่างๆ และลดต้นทุนการส่งพลังงาน แต่กลับเพิ่มความเสี่ยงที่จะเกิดไฟฟ้าลัดวงจร

ข้อดีของหม้อแปลงอัตโนมัติเมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงทั่วไป:

ลดการใช้วัสดุออกฤทธิ์เช่นทองแดงและเหล็กไฟฟ้า
เพิ่มประสิทธิภาพของระบบไฟฟ้า (สูงถึง 99.7%)
ขนาดและน้ำหนักลดลง
ต้นทุนต่ำ

ข้อเสียของการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติเมื่อเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไป:

ประสิทธิภาพลดลงที่อัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ (มากกว่า 3-4)
เนื่องจากความจริงที่ว่าขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเชื่อมต่อเป็นขดลวดเดียวของตัวแปลงอัตโนมัติและมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าจึงไม่สามารถใช้เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์สำหรับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าตั้งแต่ 6 ถึง 10 kV เนื่องจากในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุ ทุกส่วนของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติและเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อจะเชื่อมต่อกับอุปกรณ์ไฟฟ้าแรงสูงของเครือข่ายจ่ายไฟ สิ่งนี้ไม่ได้รับอนุญาตตามข้อควรระวังด้านความปลอดภัยในการบำรุงรักษาและเนื่องจากความเป็นไปได้ที่ฉนวนของชิ้นส่วนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่เชื่อมต่อซึ่งผู้คนใช้งานอยู่จะพัง

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติประสบความสำเร็จในการแข่งขันเพื่อผู้บริโภค ควบคู่ไปกับหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสองหรือสามขดลวด หม้อแปลงอัตโนมัติมีราคาไม่แพงนัก สะดวกสบาย สามารถทำหน้าที่ทั้งแบบสเต็ปอัพและสเต็ปดาวน์ และเป็นตัวเลือกที่เหมาะสำหรับเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าและอัตราส่วนการแปลงต่ำ

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติเป็นหม้อแปลงชนิดหนึ่งที่นอกเหนือจากการเชื่อมต่อแม่เหล็กระหว่างขดลวดแล้วยังมีอีกด้วย การเชื่อมต่อไฟฟ้าขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าทั่วไปสามารถเชื่อมต่อได้ตามวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติซึ่งเป็นเอาต์พุต เอ็กซ์ขดลวด ขวานเชื่อมต่อกับเอาท์พุท กขดลวด ขวาน(รูปที่ 3.2) ถ้าสรุปแล้ว. โอ้ โอ้เชื่อมต่อโหลด Z H เราจะได้หม้อแปลงอัตโนมัติแบบสเต็ปดาวน์ ถ้าสรุปแล้ว. โอ้เชื่อมต่อกับเครือข่ายและไปยังเทอร์มินัล โอ้เชื่อมต่อโหลด Z H เราจะได้หม้อแปลงอัตโนมัติแบบสเต็ปอัพ

ข้าว. 3.2. แม่เหล็กไฟฟ้า (ก)และแผนผัง (b) ของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์เฟสเดียว

มาดูการทำงานของตัวแปลงอัตโนมัติแบบสเต็ปดาวน์ให้ละเอียดยิ่งขึ้น คดเคี้ยว ขวานในขณะเดียวกันก็เป็นส่วนหนึ่งของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ ปัจจุบันฉัน 12 ผ่านขดลวดนี้ สำหรับจุดหนึ่ง กลองเขียนสมการปัจจุบัน:

นั่นคือกระแส I 12 ผ่านรอบของขี้ผึ้งเท่ากับความแตกต่างระหว่าง Second I 2 และ Primary I 1 กระแสน้ำ หากอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงอัตโนมัติ เค เอ= w ขวาน /w ขวาน ,.มากกว่าความสามัคคีเล็กน้อยดังนั้นกระแส I 1 และฉัน 2 แตกต่างกันเล็กน้อยจากกันและความแตกต่างก็เล็ก สิ่งนี้ทำให้คุณสามารถเลี้ยวได้ ขวานลวดที่มีหน้าตัดลดลง เรามาแนะนำแนวคิดกัน กำลังรับส่งข้อมูล autotransformer ซึ่งแสดงถึงกำลังส่งทั้งหมด ส ราคา =U 2 ฉัน 2จากวงจรปฐมภูมิถึงวงจรทุติยภูมิ นอกจากนี้ก็ยังมี พลังการออกแบบ S p asch ซึ่งเป็นกำลังที่ถ่ายโอนจากวงจรหลักไปยังวงจรทุติยภูมิโดยสนามแม่เหล็ก กำลังนี้เรียกว่าคำนวณเนื่องจากขนาดและน้ำหนักของหม้อแปลงขึ้นอยู่กับขนาดของกำลังนี้ ในหม้อแปลงไฟฟ้า จะมีการคำนวณกำลังรับส่งข้อมูลทั้งหมด เนื่องจากขดลวดของหม้อแปลงมีเพียงการเชื่อมต่อแม่เหล็กเท่านั้น ในหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติระหว่างวงจรหลักและวงจรรองนอกเหนือจากนั้น แม่เหล็กนอกจากนี้ยังมีการเชื่อมต่อ ไฟฟ้าดังนั้นกำลังที่คำนวณได้จึงเป็นเพียงส่วนหนึ่งของกำลังรับส่งข้อมูล ส่วนอีกส่วนจะถูกส่งระหว่างวงจรโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของสนามแม่เหล็ก เพื่อยืนยันสิ่งนี้ ให้เราแยกกำลังงานของตัวแปลงอัตโนมัติ S pr = U 2 I 2 ออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ ให้เราใช้นิพจน์ (3.5) สำหรับสิ่งนี้ เราได้แทนนิพจน์นี้ลงในสูตรกำลังรับส่งข้อมูล

ส โปร = คุณ 2 ฉัน 2=คุณ 2 (ฉัน 1+ ฉัน 12)=U 2 ฉัน 1 +U 2 ฉัน 12 =S e +S คำนวณ (3.7)

ที่นี่ S e = U 2 I 1 คือกำลังที่ถ่ายโอนจากวงจรปฐมภูมิของหม้อแปลงอัตโนมัติไปยังวงจรทุติยภูมิเนื่องจากการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างวงจรเหล่านี้

ดังนั้นการคำนวณกำลังในหม้อแปลงอัตโนมัติ เอส แคลอรี= = U 2 I 12 เป็นเพียงส่วนหนึ่งของเนื้อเรื่องเท่านั้น ทำให้สามารถผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติโดยใช้แกนแม่เหล็กที่มีหน้าตัดเล็กกว่าในหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังเท่ากัน

ความยาวรอบการพันโดยเฉลี่ยจะสั้นลงเช่นกัน ด้วยเหตุนี้ การใช้ทองแดงในการพันหม้อแปลงอัตโนมัติจึงลดลง ในขณะเดียวกัน การสูญเสียทางแม่เหล็กและไฟฟ้าก็ลดลง และประสิทธิภาพของหม้อแปลงอัตโนมัติก็เพิ่มขึ้น

ดังนั้นหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติจึงมีข้อดีดังต่อไปนี้เมื่อเปรียบเทียบกับหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีกำลังเท่ากัน: การใช้วัสดุออกฤทธิ์ที่ลดลง (ทองแดงและเหล็กไฟฟ้า) ประสิทธิภาพที่สูงขึ้น ขนาดที่เล็กลง และต้นทุน หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังสูงมีประสิทธิภาพ 99.7%

ข้อได้เปรียบที่ระบุของตัวแปลงอัตโนมัตินั้นมีความสำคัญมากกว่าและพลังก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น S3,ดังนั้นส่วนที่คำนวณของกำลังงานก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น

กำลังไฟฟ้า S E ที่ส่งจากวงจรหลักไปยังวงจรทุติยภูมิเนื่องจากการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างวงจรเหล่านี้จะถูกกำหนดโดยการแสดงออก

S e = U 2 ผม 1 =U 2 ผม 2 /k A =S pr /k A,(3.8)

เหล่านั้น. ค่าพลังงาน เอส อีแปรผกผันกับอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงอัตโนมัติ เค เอ .

ข้าว. 3.3. การพึ่งพา S E / S PR ต่ออัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงของหม้อแปลงอัตโนมัติ

จากกราฟ (รูปที่ 3.3) เป็นที่ชัดเจนว่าการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติให้ข้อได้เปรียบที่เห็นได้ชัดเจนเหนือหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสองขดลวดที่ค่าอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยเท่านั้น เช่น เมื่อใด เค เอ = 1 กำลังทั้งหมดของตัวแปลงอัตโนมัติจะถูกถ่ายโอนไปยังวงจรทุติยภูมิเนื่องจากการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างวงจร (S E /S PR= 1).

เหมาะสมที่สุดที่จะใช้ตัวแปลงอัตโนมัติที่มีอัตราส่วนการแปลง เค เอ< 2. При большом значении коэффициента трансформации преобладающее значение имеют недостатки автотрансформатора, состоящие в следующем:

1. กระแสลัดวงจรขนาดใหญ่ ในกรณีของหม้อแปลงอัตโนมัติแบบสเต็ปดาวน์: เมื่อจุด a และ x ปิด (ดูรูปที่ 3.2, a) แรงดันไฟฟ้า คุณ 1จ่ายให้กับส่วนเล็กๆ ของการหมุนเท่านั้น อาซึ่งมีความต้านทานไฟฟ้าลัดวงจรต่ำมาก ในกรณีนี้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติไม่สามารถป้องกันตัวเองจากผลการทำลายล้างของกระแสไฟฟ้าลัดวงจรได้ (ดูมาตรา 4.1) ดังนั้น กระแสลัดวงจร ถูกจำกัดด้วยความต้านทานขององค์ประกอบอื่นๆ ของการติดตั้งทางไฟฟ้าที่รวมอยู่ในวงจรหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ

2. การเชื่อมต่อทางไฟฟ้าระหว่างด้าน HV และด้าน LV สิ่งนี้ต้องการฉนวนไฟฟ้าที่ได้รับการปรับปรุงของขดลวดทั้งหมด

3. เมื่อใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติในวงจรลดแรงดันไฟฟ้า แรงดันไฟฟ้าจะเกิดขึ้นระหว่างสายไฟของเครือข่าย LV และกราวด์ประมาณเท่ากับแรงดันไฟฟ้าระหว่างสายไฟและกราวด์ที่ด้าน HV

4. เพื่อให้มั่นใจในความปลอดภัยทางไฟฟ้าของบุคลากรปฏิบัติการ ไม่สามารถใช้หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าของเครือข่าย HV เป็นค่า LV ที่จ่ายให้กับผู้บริโภคโดยตรง

ข้าว. 3.4. หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติสามเฟส

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในสายส่งและสายจ่ายไฟฟ้าสำหรับเชื่อมต่อเครือข่ายที่มีแรงดันไฟฟ้าที่อยู่ติดกัน เช่น PO และ 220, 220/และ 500 kV เป็นต้น หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติดังกล่าวมักจะได้รับการออกแบบสำหรับกำลังสูง (สูงถึง 500 MV-A ขึ้นไป ). ขดลวดของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติสามเฟสมักจะเชื่อมต่อเป็นรูปดาว (รูปที่ 3.4)

หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติถูกใช้ในไดรฟ์ไฟฟ้ากระแสสลับเพื่อลดกระแสเริ่มต้นของมอเตอร์ที่มีกำลังสำคัญ (ดูมาตรา 15.2) รวมถึงควบคุมโหมดการทำงานของเตาหลอมโลหะไฟฟ้า หม้อแปลงอัตโนมัติพลังงานต่ำใช้ในอุปกรณ์วิทยุ การสื่อสาร และระบบอัตโนมัติ

ข้าว. 3.5. การควบคุมหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียว:

1 - ที่จับสำหรับเคลื่อนย้ายแปรงสัมผัส 2 - ที่ใส่แปรง; 3 - คดเคี้ยว

แพร่หลาย หม้อแปลงอัตโนมัติที่มีอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงแปรผันในกรณีนี้ตัวแปลงอัตโนมัติจะติดตั้งอุปกรณ์ที่ให้คุณควบคุมค่าของแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิโดยการเปลี่ยนจำนวนรอบ วะ อ่า(ดูรูปที่ 3.2) ทำได้โดยใช้สวิตช์หรือด้วยความช่วยเหลือของหน้าสัมผัสแบบเลื่อน (แปรง) ที่เคลื่อนที่โดยตรงไปตามทางคดเคี้ยวที่ถอดฉนวนออก หม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติดังกล่าวเรียกว่าตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าอาจเป็นเฟสเดียว (รูปที่ 3.5) และสามเฟส

คำถามเพื่อความปลอดภัย

1. หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสามขดลวดมีข้อดีอย่างไร?

2. ระบุข้อดีและข้อเสียของหม้อแปลงอัตโนมัติ

3. ข้อดีของหม้อแปลงอัตโนมัติขึ้นอยู่กับอัตราส่วนการเปลี่ยนแปลงหรือไม่ อธิบายว่าทำไม

4. อธิบายการออกแบบหม้อแปลงอัตโนมัติแบบอัตราส่วนแปรผัน

การเปลี่ยนแปลง .

เมื่อเทียบกับหม้อแปลงทั่วไป หม้อแปลงอัตโนมัติมีข้อดีหลายประการ ในบรรดาข้อดีที่เราสามารถเน้นย้ำถึงประสิทธิภาพได้ หม้อแปลงอัตโนมัติสูงกว่าหม้อแปลงทั่วไปมาก จำนวนรอบ ขนาด และน้ำหนักของแกนแม่เหล็กมีขนาดเล็กกว่ามาก ซึ่งช่วยประหยัดวัสดุได้อย่างมากและราคาตามนั้น หม้อแปลงอัตโนมัติ- ข้อเสียคืออุปกรณ์ที่ใช้ หม้อแปลงอัตโนมัติเชื่อมต่อกับเครือข่ายไฟฟ้านั่นคือไม่มีจุดใดในวงจรของอุปกรณ์ดังกล่าวที่สามารถต่อสายดินได้ นี่อาจทำให้เกิดไฟฟ้าลัดวงจรหรือทำให้อุปกรณ์เสียหายได้
ใน หม้อแปลงอัตโนมัติมีการเชื่อมต่อไฟฟ้านอกเหนือจากแม่เหล็ก ดังนั้นพลังการออกแบบจึงเป็นส่วนหนึ่งของปริมาณงาน ในหม้อแปลงแบบทั่วไป กำลังคำนวณกำลังรับส่งข้อมูลทั้งหมด (ขึ้นอยู่กับขนาดและน้ำหนักของหม้อแปลงไฟฟ้า) เนื่องจากมีข้อต่อแม่เหล็กเพียงอย่างเดียว แนะนำให้ใช้มากที่สุด หม้อแปลงอัตโนมัติโดยมีค่าสัมประสิทธิ์การแปลงมีค่าน้อยกว่า 2 ถ้าค่าสัมประสิทธิ์มีค่ามากกว่า หม้อแปลงอัตโนมัติข้อเสียบางอย่างปรากฏขึ้น
ปัจจุบันหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติที่มีค่าพลังงานสูงถึง 1 kVA ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องใช้ในครัวเรือนและอุปกรณ์อัตโนมัติ ออโต้ทรานส์ฟอร์เมอร์โดยทั่วไปจะใช้กับอุปกรณ์ที่มีมอเตอร์ AC ที่ทรงพลังซึ่งมีกำลังมากกว่าซึ่งเรียกว่ากำลัง หม้อแปลงอัตโนมัติ- พลังของพวกเขาสูงถึงหลายร้อย MVA

49 ) พลังงานจะถูกถ่ายโอนจากเครือข่ายหลักไปยังเครือข่ายรองในการถ่ายโอนอัตโนมัติอย่างไร

ในกรณีนี้ การถ่ายโอนพลังงานจากเครือข่ายหลักไปยังเครือข่ายรองเกิดขึ้น นอกเหนือจากการสื่อสารทางแม่เหล็กอันเนื่องมาจากกระแสไฟฟ้าด้วย

51 ) เหตุใดโคไซน์ในโหมด x.x จึงน้อยกว่าในโหมดระบุอย่างมาก อธิบายการพึ่งพา cosf=f(U1)

52 ) อันตรายของการลัดวงจรฉุกเฉินของหม้อแปลงไฟฟ้าอัตโนมัติ (เทียบกับการถ่ายโอน) คืออะไร?

กระแสไฟลัดวงจรเปิด... V U`/U 2 =1/1-n สูงกว่ากระแสไฟฟ้าลัดวงจรของไปป์ไลน์ทั่วไป

53) ฟลักซ์การเหนี่ยวนำร่วม ฟลักซ์การรั่วไหล และแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อกระแสในขดลวดทุติยภูมิเพิ่มขึ้น

I 2 และ F - F - ไม่เปลี่ยนแปลง ... สร้างฟลักซ์การรั่วไหลของแม่เหล็ก F 2 ไม่เปลี่ยนแปลงมันประกบกับสกรูของขดลวดของตัวเองทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้ารั่วในพวกมัน

54) หมู่สารประกอบทรานส์ราคืออะไร? จะกำหนดจากแผนภาพเวกเตอร์ได้อย่างไร?

เพื่อให้หม้อแปลงสามารถทำงานแบบขนานกับหม้อแปลงอื่น ๆ การเปลี่ยนเฟสระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้าของขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิเป็นสิ่งสำคัญ เพื่ออธิบายลักษณะการเปลี่ยนแปลงนี้ จึงมีการนำแนวคิดของกลุ่มการเชื่อมต่อของขดลวดมาใช้ กลุ่มการเชื่อมต่อของขดลวดหม้อแปลงถูกกำหนดโดยมุมเลื่อนระหว่างเวกเตอร์ของ EMF เชิงเส้นเดียวกัน (เช่น EAB และ Eab หรือ EBA และ Eba) ของ ขดลวดไฟฟ้าแรงสูงและแรงต่ำ

55) รูปแบบและกลุ่มของการเชื่อมต่อการถ่ายโอนใดที่เป็นมาตรฐาน?

รูปแบบการเชื่อมต่อแบบดาว สามเหลี่ยม และซิกแซก

กลุ่ม - 0.11

ตาม GOST มีการสร้างกลุ่มการเชื่อมต่อมาตรฐานหนึ่งกลุ่มสำหรับหม้อแปลงเฟสเดียว - 0

ด้วยหม้อแปลงสามเฟสกลุ่มการเชื่อมต่อที่แตกต่างกันทั้งหมดสิบสองกลุ่มเป็นไปได้ แต่ขอแนะนำให้มีจำนวนกลุ่มที่แตกต่างกันขั้นต่ำดังนั้นสำหรับหม้อแปลงสามเฟสจึงมีเพียงสองกลุ่มมาตรฐาน: 11 และ 0

กลุ่ม 11 สอดคล้องกับวิธีการเชื่อมต่อสองวิธี: สตาร์/เดลต้า (Y/D) และสตาร์ที่มีจุดที่เป็นกลาง/เดลต้า (Y/D)

กลุ่ม 0 สอดคล้องกับวิธีการเชื่อมต่อเดียว: ดาว/ดวงดาวที่มีจุดที่เป็นกลางถูกลบออก (ใช่/ใช่) เครื่องหมายพิเศษ (Y) ในกรณีที่สองและสามบ่งชี้ว่าสำหรับการเชื่อมต่อที่คดเคี้ยวนี้ จุดที่เป็นกลางจะมีขั้วต่อ ตัวเศษของการกำหนดจะระบุวิธีการเชื่อมต่อขดลวดไฟฟ้าแรงสูงเสมอ

กลุ่ม 0-Y/Y ใช้สำหรับหม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าถึง 35 kV รวมแรงดันไฟฟ้าต่ำ 230 V และกำลังไฟฟ้าสูงสุด 560 kVA หรือที่ขีดจำกัดแรงดันไฟฟ้าสูงกว่าเดียวกันด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำ 400 V และกำลังไฟ สูงถึง 1800 kV A วิธีการเชื่อมต่อทั้งสองวิธีเป็นไปตามกลุ่ม 11 มีไว้สำหรับหม้อแปลงที่ทรงพลังกว่าและแรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้น

ดังตัวอย่างในรูป 108 แสดงให้เห็นว่าด้วยการเชื่อมต่อ Y/D เวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าสายต่ำสุด (ทุติยภูมิ) U เกี่ยวกับรูปแบบที่มีเวกเตอร์ของแรงดันไฟฟ้าเชิงเส้นสูงสุด (หลัก) ยู เอบีมุม 330° ซึ่งเท่ากับมุมระหว่างเข็มนาฬิกาที่ 11 นาฬิกา ดังนั้นวิธีการเชื่อมต่อนี้จึงควรจัดอยู่ในกลุ่ม 11

56 )วาดวงจรสมมูลของหม้อแปลงภายใต้โหลด อธิบายพารามิเตอร์ และอธิบายความสัมพันธ์เชิงปริมาณของพารามิเตอร์