Como sabemos que un transformador incluye dos bobinados y la función principal de estos devanados es cambiar el nivel de voltaje al nivel deseado. El transformador de dos devanados incluye dos bobinas magnéticas acopladas por separado sin conexión eléctrica entre ellas. En este artículo, discutiremos el transformador que cambia el nivel de voltaje a través de una sola bobina. Dado que el nivel de voltaje también se puede convertir mediante una sola bobina con bastante eficacia utilizando un autotransformador. Entonces podemos reducir el nivel de voltaje de 400 V a 200 a través de un transformador de bobina simple con tomas apropiadas. Este artículo analiza una descripción general de lo que es un transformador automático, la construcción con el trabajo y sus aplicaciones.
¿Qué es un transformador automático?
Definición: A transformador que tiene un solo devanado se conoce como un transformador automático. El término 'auto' se toma de una palabra griega y el significado de esto es que la bobina simple funciona solo. El principio de funcionamiento del autotransformador es similar a un transformador de 2 devanados, pero la única diferencia es que las porciones del devanado único en este transformador funcionarán en ambos lados de los devanados como primario y secundario. En un transformador normal, incluye dos devanados separados que no están aliados entre sí. El diagrama del autotransformador se muestra a continuación.
autotransformarse
Los autotransformadores son más livianos, más pequeños y más baratos en comparación con otros transformadores, pero no proporcionarán aislamiento eléctrico entre dos devanados.
Construcción de transformadores automáticos
Sabemos que el transformador incluye dos devanados, a saber, el primario y el secundario, que están conectados magnéticamente pero aislados eléctricamente. Pero en el autotransformador, se usa un solo devanado como ambos devanados
Hay dos tipos de autotransformadores basados en la construcción. En un tipo de transformador, hay devanado continuo con las tomas en puntos convenientes determinados por el voltaje secundario deseado. Sin embargo, en otro tipo de autotransformador, hay dos o más bobinas distintas que están conectadas eléctricamente para formar un devanado continuo. La construcción del Autotransformer se muestra en la siguiente figura.
autotransformador-construcción
El devanado primario AB del que se toma una derivación en 'C', de modo que CB actúa como devanado secundario. La tensión de alimentación se aplica a través de AB y la carga se conecta a través de CB. Aquí, el tapping puede ser fijo o variable. Cuando se aplica un voltaje de CA V1 a través de AB, se establece un flujo alterno en el núcleo, como resultado, se induce una fem E1 en el devanado AB. Una parte de esta fem inducida se toma en el circuito secundario.
En el diagrama anterior, el devanado se representa como 'AB', mientras que el total de vueltas 'N1' se considera como el devanado primario. En el devanado anterior, desde el punto 'C' se toca y la sección 'BC' se puede considerar como devanado secundario. Suponga que el número de vueltas entre los puntos B y C es 'N2'. Si el voltaje 'V1' se aplica a través del devanado de CA, entonces el voltaje para cada vuelta dentro del devanado será V1 / N1.
Por lo tanto, el voltaje a través de la sección BC del devanado será (V1 / N1) * N2
De la construcción anterior, el voltaje para este devanado BC es 'V2'
Por lo tanto (V1 / N1) * N2 = V2
V2 / V1 = N2 / N1 = K
Cuando la sección BC en el devanado AB puede considerarse secundaria. Entonces, 'K' es el valor constante, no es más que la relación de voltaje o vueltas en el transformador.
Siempre que la carga se conecte entre los terminales BC, la corriente de carga como 'I2' comenzará a fluir. El flujo de corriente dentro del devanado secundario será la principal diferencia de las corrientes 'I1 e I2'.
Ahorros de cobre
En el autotransformador, se pueden discutir los ahorros de cobre en comparación con los transformadores convencionales de dos devanados. En el devanado anterior, el peso del cobre depende principalmente de su longitud y del área de la sección transversal.
Nuevamente, la longitud del conductor dentro del devanado puede ser proporcional al no. de vueltas, así como cambios de área de sección transversal con la corriente nominal. Por lo tanto, el peso del cobre dentro del devanado puede ser directamente proporcional al producto del no. de vueltas y corriente nominal del devanado.
Por tanto, el peso del cobre dentro de la sección de CA es proporcional a I1 (N1-N2). De manera similar, el peso del cobre dentro de la sección BC es proporcional al N2 (I2-I1).
Por lo tanto, el peso total del cobre dentro del devanado de este transformador es proporcional a,
= I1 (N1-N2) + N2 (I2-I1)
= I1N1-I1N2 + I2N2-N2I1
= I1N1 + I2N2-2I1N2
Lo sabemos N1I1 = N2I2
= I1N1 + I1N1-2I1N2
= 2I1N1-2I1N2 = 2 (I1N1-I1N2)
De esta manera, se prueba, entonces el peso del cobre dentro de dos transformadores de bobinado puede ser proporcional a N1I1-N2I2
Dado que en un transformador, N1I1 = N2I2
2N1I1 (Dado que en un transformador N1I1 = N2I2)
En autotransformador, supongamos los pesos de cobre como Wa y Wtw, así como dos devanados respectivamente,
Por lo tanto, Wa / Wtw = 2 (N1I1-N2I1) / 2N1I1
= N1I1-N2I1 / 2N1I1 = 1-N2I1 / N1I1
= 1-N2 / N1 = 1-K
Por lo tanto, Wa = Wtw (1-K) = Wtw-k Wtw
Entonces, el ahorro de cobre dentro del transformador cuando evaluamos con dos transformadores de bobinado es
Wtw- Wa = k Wtw
Este transformador utiliza simplemente un solo devanado para cada fase frente a dos devanados particularmente separados dentro de un transformador convencional.
Ventajas del transformador automático
Las ventajas son
- Utiliza un solo devanado, por lo que son más pequeños y rentables.
- Estos transformadores son más eficientes
- Necesita menores corrientes de excitación para comparar con los transformadores de tipo convencional.
- En estos transformadores, el voltaje se puede cambiar fácil y suavemente
- Regulación mejorada
- Menos pérdidas
- Necesita menos cobre
- La eficiencia es alta debido a las bajas pérdidas en óhmica y núcleo. Estas pérdidas se producirán debido a la reducción del material del transformador.
Desventajas del transformador automático
Las desventajas son
- En este transformador, el devanado secundario no se puede aislar del primario.
- Es aplicable en áreas restringidas donde es necesaria una pequeña diferencia en el voltaje o / p del voltaje i / p.
- Este transformador no se utiliza para interconectar sistemas como alto voltaje y bajo voltaje.
- El flujo de fuga es pequeño entre los dos devanados, por lo que la impedancia será inferior.
- Si el devanado del transformador se rompe, el transformador no funcionará, entonces el voltaje primario completo se verá a través del o / p.
- Puede ser peligroso para la carga mientras utilizamos un autotransformador como un transformador reductor. Entonces, este transformador se usa solo para realizar pequeños cambios dentro del voltaje de o / p.
Aplicaciones de Auto Transformer
Las aplicaciones son
- Aumenta la caída de tensión del cable de distribución.
- Se utiliza como regulador de voltaje
- Se utiliza en audio, distribución, transmisión de potencia y ferrocarriles
- Se utiliza un autotransformador con varias tomas para iniciar el motores como inducción y sincrónico.
- Se utiliza en laboratorios para obtener un voltaje variable de forma continua.
- Se utiliza como transformadores reguladores en estabilizadores de voltaje .
- Aumenta el voltaje en alimentadores de CA
- Es aplicable en los centros de pruebas de electrónica donde se requieren voltajes que cambian con frecuencia.
- Se utiliza donde son necesarios altos voltajes como amplificadores o amplificadores
- Se utiliza en dispositivos de audio como altavoces para igualar la impedancia, así como para ajustar el dispositivo para un suministro de voltaje continuo.
- Se utiliza en centrales eléctricas donde el voltaje debe disminuir y aumentar para igualar el voltaje en el extremo receptor que es necesario para el dispositivo.
Preguntas frecuentes
1). ¿Cuál es la función del autotransformador?
Este transformador se utiliza para controlar el voltaje en la línea de transmisión y también cambia los voltajes una vez que la relación de primario a secundario está cerca de la unidad.
2). ¿Por qué el autotransformador no se utiliza como transformador de distribución?
Porque no da electricidad aislamiento entre sus devanados como lo hace un transformador normal.
3). ¿Cuál es el papel de un autotransformador en una subestación?
El autotransformador se utiliza con frecuencia en subestaciones para aumentar o reducir el voltaje siempre que la relación de alto voltaje a bajo voltaje sea pequeña.
Por lo tanto, se trata de una descripción general de un autotransformador , construcción, trabajo, ventajas, desventajas y aplicaciones. Aquí hay una pregunta para usted, ¿cuál es la principal diferencia entre autotransformador y transformador de potencia?
