ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स - डिव्हाइस, तत्त्वे, फायदे आणि तोटे

ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सच्या ऑपरेशनचा उद्देश, डिव्हाइस आणि तत्त्व

काही प्रकरणांमध्ये, एका लहान श्रेणीवर व्होल्टेज बदलणे आवश्यक आहे. हे करण्याचा सर्वात सोपा मार्ग नाही दुहेरी वळण ट्रान्सफॉर्मरआणि सिंगल विंडिंग्स ज्याला ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स म्हणतात. जर परिवर्तन घटक एकतेपेक्षा किंचित वेगळा असेल, तर प्राथमिक आणि दुय्यम विंडिंगमधील प्रवाहांच्या विशालतेतील फरक कमी असेल. दोन कॉइल एकत्र केल्यास काय होईल? तुम्हाला ऑटोट्रान्सफॉर्मरचा एक आकृती मिळेल (चित्र 1).

ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सचे वर्गीकरण विशेष उद्देश ट्रान्सफॉर्मर म्हणून केले जाते. ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स ट्रान्सफॉर्मर्सपेक्षा वेगळे आहेत कारण त्यांचे कमी-व्होल्टेज वळण उच्च-व्होल्टेज विंडिंगचा भाग आहे, म्हणजेच, या विंडिंग्सच्या सर्किटमध्ये केवळ चुंबकीयच नाही तर गॅल्व्हनिक कनेक्शन देखील आहे.

ऑटोट्रान्सफॉर्मरच्या विंडिंग्सच्या समावेशावर अवलंबून, व्होल्टेजमध्ये वाढ किंवा घट होऊ शकते.

तांदूळ.1 सिंगल-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सच्या योजना: ए-स्टेप-डाउन, बी-स्टेप-अप.

जर तुम्ही पर्यायी व्होल्टेज स्त्रोत बिंदू A आणि X शी जोडलात, तर कोरमध्ये एक पर्यायी चुंबकीय प्रवाह दिसून येईल. कॉइलच्या प्रत्येक वळणात समान परिमाणाचा एक EMF प्रेरित केला जाईल. साहजिकच, बिंदू a आणि X मधील बिंदू a आणि X दरम्यान बंद केलेल्या वळणांच्या संख्येच्या एका वळणाच्या EMF प्रमाणे EMF असेल.

जर तुम्ही कॉइलला बिंदू a आणि X कोणत्याही लोडवर जोडल्यास, दुय्यम प्रवाह I2 कॉइलच्या काही भागातून जाईल आणि बिंदू a आणि X च्या दरम्यान असेल. परंतु प्राथमिक प्रवाह समान वळण I1 मधून जात असल्याने, दोन प्रवाह भौमितिकरित्या जोडेल आणि या प्रवाहांमधील फरकाने निर्धारित केलेल्या aX विभागाच्या बाजूने खूप कमी प्रमाणात विद्युत प्रवाह येईल. हे तांबे वाचवण्यासाठी विंडिंगचा काही भाग लहान गेज वायरमधून कापला जाऊ शकतो. जर आपण विचार केला की हा विभाग सर्व वळणांपैकी बहुसंख्य आहे, तर तांबे अर्थव्यवस्था खूप लक्षणीय आहे.

अशाप्रकारे, व्होल्टेज किंचित कमी करण्यासाठी किंवा वाढविण्यासाठी ऑटोट्रान्सफॉर्मर वापरण्याचा सल्ला दिला जातो, जेव्हा वळणाच्या भागामध्ये कमी केलेला प्रवाह सेट केला जातो, जो ऑटोट्रान्सफॉर्मरच्या दोन्ही सर्किट्ससाठी सामान्य आहे, ज्यामुळे पातळ वायर आणि नॉन-फेरस वाचवता येते. धातू त्याच वेळी, चुंबकीय सर्किटच्या उत्पादनासाठी स्टीलचा वापर कमी होतो, ज्याचा क्रॉस-सेक्शन ट्रान्सफॉर्मरपेक्षा लहान असतो.

इलेक्ट्रोमॅग्नेटिक एनर्जी कन्व्हर्टर्समध्ये - ट्रान्सफॉर्मर्स - एका कॉइलमधून दुसर्‍या कॉइलमध्ये उर्जेचे हस्तांतरण चुंबकीय क्षेत्राद्वारे केले जाते, ज्याची ऊर्जा चुंबकीय सर्किटमध्ये केंद्रित असते.ऑटोट्रान्सफॉर्मर्समध्ये, ऊर्जा चुंबकीय क्षेत्राद्वारे आणि प्राथमिक आणि दुय्यम विंडिंग्समधील विद्युत कनेक्शनद्वारे प्रसारित केली जाते.

ट्रान्सफॉर्मर आणि ऑटोट्रान्सफॉर्मर

ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स दोन-वाइंडिंग ट्रान्सफॉर्मर्सशी यशस्वीपणे स्पर्धा करतात जेव्हा त्यांचे ट्रान्सफॉर्मेशन रेशो युनिटीपेक्षा थोडे वेगळे असते आणि 1.5 — 2 पेक्षा जास्त असते. जेव्हा ट्रान्सफॉर्मेशन रेशो 3 पेक्षा जास्त असतो तेव्हा ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स न्याय्य नसतात.

स्ट्रक्चरल, ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स व्यावहारिकरित्या ट्रान्सफॉर्मर्सपेक्षा वेगळे नाहीत. चुंबकीय सर्किटच्या कोरांवर दोन कॉइल असतात. लीड्स दोन विंडिंग्ज आणि एका कॉमन पॉइंटमधून घेतले जातात. बहुतांश ऑटोट्रान्सफॉर्मर भाग हे ट्रान्सफॉर्मरच्या भागांपासून संरचनात्मकदृष्ट्या वेगळे करता येत नाहीत.

प्रयोगशाळा ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स (LATR)

ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सचा वापर लो-व्होल्टेज नेटवर्कमध्ये लो-पॉवर प्रयोगशाळा व्होल्टेज रेग्युलेटर (LATR) म्हणून केला जातो. अशा ऑटोट्रान्सफॉर्मर्समध्ये, विंडिंगच्या वळणांवर स्लाइडिंग संपर्क हलवून व्होल्टेज नियमन केले जाते.

प्रयोगशाळा-नियंत्रित सिंगल-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मर्समध्ये इन्सुलेटेड कॉपर वायरच्या एका थराने गुंडाळलेले कंकणाकृती फेरोमॅग्नेटिक चुंबकीय सर्किट असते (चित्र 2).

या विंडिंगमधून अनेक स्थिर नळ तयार केले जातात, ज्यामुळे ही उपकरणे विशिष्ट स्थिर परिवर्तन गुणोत्तरासह स्टेप-डाउन किंवा स्टेप-अप ऑटोट्रान्सफॉर्मर म्हणून वापरली जाऊ शकतात. याव्यतिरिक्त, कॉइलच्या पृष्ठभागावर, इन्सुलेशनने साफ केलेले, एक अरुंद मार्ग आहे ज्यावर ब्रश किंवा रोलरचा संपर्क शून्य ते 250 V पर्यंत सतत समायोजित करण्यायोग्य दुय्यम व्होल्टेज मिळविण्यासाठी हलतो.

जेव्हा LATR मध्ये लगतची वळणे बंद केली जातात, तेव्हा कोणतेही वळण बंद होत नाही कारण ऑटोट्रान्सफॉर्मरच्या एकत्रित वळणातील रेषा आणि लोड प्रवाह एकमेकांच्या जवळ आणि विरुद्ध दिशेने असतात.

प्रयोगशाळा ऑटोट्रान्सफॉर्मर 0.5 च्या नाममात्र शक्तीसह तयार केले जातात; 1; 2; 5; 7.5 kVA.

प्रयोगशाळा-नियंत्रित सिंगल-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मरची योजनाबद्ध

प्रयोगशाळा ऑटोट्रान्सफॉर्मर (LATR)

थ्री-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स

सिंगल-फेज टू-वाइंडिंग ऑटोट्रान्सफॉर्मर्ससह, थ्री-फेज टू-विंडिंग आणि थ्री-फेज थ्री-वाइंडिंग ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स बहुतेकदा वापरले जातात.

थ्री-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मर्समध्ये, टप्प्याटप्प्याने सामान्यतः एका ताऱ्यामध्ये पॉइंटेड न्यूट्रल पॉइंट (चित्र 3) सह जोडलेले असतात. व्होल्टेज कमी करणे आवश्यक असल्यास, टर्मिनल A, B, C ला विद्युत उर्जा पुरवली जाते आणि टर्मिनल्स a, b, s मधून काढून टाकली जाते आणि व्होल्टेजमध्ये वाढ होते — उलट. शक्तिशाली मोटर्स सुरू करताना, तसेच टर्मिनल व्होल्टेजच्या चरणबद्ध नियमनासाठी ते व्होल्टेज कमी करणारे उपकरण म्हणून वापरले जातात. हीटिंग घटक इलेक्ट्रिक ओव्हन.

तांदूळ. 3. तटस्थ बिंदू काढून टाकलेल्या वळण टप्प्यांचे तारा कनेक्शनसह तीन-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मरची योजना

थ्री-फेज हाय-व्होल्टेज ट्रान्सफॉर्मर तीन विंडिंगसह उच्च-व्होल्टेज इलेक्ट्रिकल नेटवर्कमध्ये देखील वापरले जातात.

थ्री-फेज ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स, नियमानुसार, उच्च व्होल्टेजच्या बाजूला तटस्थ वायरसह तारेमध्ये जोडलेले असतात. तारा कनेक्शन व्होल्टेज ड्रॉप प्रदान करते ज्यासाठी ऑटोट्रान्सफॉर्मर इन्सुलेशन डिझाइन केले आहे.

ऑटोट्रान्सफॉर्मरच्या वापरामुळे ऊर्जा प्रणालीची कार्यक्षमता सुधारते, ऊर्जा प्रेषण खर्च कमी होतो, परंतु शॉर्ट-सर्किट प्रवाहांमध्ये वाढ होते.

ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सचे तोटे

ऑटोट्रान्सफॉर्मरचा गैरसोय म्हणजे उच्च व्होल्टेजसाठी दोन विंडिंग्सचे इन्सुलेशन करणे आवश्यक आहे, कारण विंडिंग्स इलेक्ट्रिकली जोडलेले असतात.

ऑटोट्रान्सफॉर्मर्सचा एक महत्त्वपूर्ण तोटा म्हणजे प्राथमिक आणि दुय्यम सर्किट्समधील गॅल्व्हॅनिक कनेक्शन, जे त्यांना 6-10 केव्ही नेटवर्कमध्ये फीडर म्हणून वापरण्याची परवानगी देत ​​​​नाही जेव्हा व्होल्टेज 0.38 केव्हीपर्यंत खाली येते, कारण ज्या उपकरणांवर 380 व्ही पुरवठा केला जातो. लोक काम करतात.

ऑटोट्रान्सफॉर्मरमधील विंडिंग्समधील विद्युत कनेक्शनच्या उपस्थितीमुळे ब्रेकडाउन झाल्यास, खालच्या विंडिंगवर उच्च व्होल्टेज लागू केले जाऊ शकते. या प्रकरणात, ऑपरेशनल इन्स्टॉलेशनचे सर्व भाग उच्च-व्होल्टेज भागाशी जोडले जातील, जे देखभाल सुरक्षिततेमुळे आणि कनेक्ट केलेल्या विद्युत उपकरणांच्या प्रवाहकीय भागांचे इन्सुलेशन खंडित करण्याच्या शक्यतेमुळे परवानगी नाही.

उच्च व्होल्टेज ऑटोट्रान्सफॉर्मर्स