ترانسفورماتور, مقالات
اتوترانس چیست ؟
آذر
اتوترانس چیست ؟
اتوترانس یک مدل از ترانس الکتریکی‌است که اولیه و ثانویه از یک سیم‌پیچ استفاده کرده اند. این یک ترانس تک سیم‌پیچه‌است.
تئوری اتوترانس
در این مدل از ترانس یک سیم‌پیچ به عنوان اولیه و ثانویه مورداستفاده قرار‌می‌گیرد. اما در ترانس عادی دو سیم پیج مورداستفاده قرار‌می‌گیرد. دیاگرام این موضوع در زیر نمایش داده‌شده‌است.
سیم‌پیچ AB دارای تعداد دور N1 به عنوان اولیه در نظر گرفته می‌شود. این سیم‌پیچ از بخش C جدا شده‌است و BC به عنوان ثانویه در نظر گرفته‌می‌شود. تعداد دور BC ، N2 فرض‌شود.
اگر بین AوC ولتاژ V1 اعمال‌کنیم در نتیجه تقسیم این ولتاژ بر تعداد دور ولتاژ بر روی هر دور را نشان میدهد:
همان طور که BC به عنوان ثانویه در نظر گرفته‌شده‌است ، می توان فهمید K مقدار ثابت‌است . زمانی که بار مابین B و C قرار‌می‌گیرد ، جریان I2 جاری‌می‌شود. این جریان تفاضل جریان کل و I1 است.
صرفه جویی در مصرف مس در اتوترانس
اینک در ارتباط با صرفه جویی در مصرف مس در این دست از ترانس ها صحبت می‌کنیم.
می دانیم وزن مس در هر سیم‌پیچ به سطح مقطع و طول سیم وابسته‌است . طول سیم‌پیچ به تعداد دور و سطح مقطع به میزان جریان وابسته‌است.
در نتیجه مقدار مس کاملا به این دو موضوع وابسته می‌شود.
در نتیجه وزن مس در قسمت AC
و به صورت مشابه وزن مس در قسمت BC
در نتیجه وزن کلی مس در ترانس برابر با
به صورت مشابه می توان اثبات کرد وزن این موضوع در دو سیم‌پیچ برابر با
N1I1 + N2I2
⇒ 2N1I1 (Since, in a transformer N1I1 = N2I2)
حالا فرض کنید Wa و Wtw وزن مس در اتوترانس است و در این حالت :
ذخیره مس در اتوترانس در مقایسه با ترانس دو سیم‌پیچه :
مزایای استفاده از اتوترانس
1- برای ترنس ضریب برابر با 2 مناسب‌است . سایز این ترانس تقریبا نصف ترانس معمولی‌است. ذخیره خرید تجهیزات نیز در این حالت بالااست . به صورت کلی اتوترانس دارای سایز کمتر بوده و به همین دلیل از لحاظ قیمتی مناسب‌است.
2- راندمان این تجهیز از ترانس معمولی بیشتراست. این به دلیل تلفات اهمی و آهنی کمتر ناشی از کاهش مواداست.
3- تنظیم ولتاژ و افت ولتاژ در این سیستم بهتراست و مقاومت و راکتانس کمتراست.
معایب استفاده از اتوترانس
1– سمت ثانویه ترانس باید قابلیت تحمل ولتاژ بالاتر از حد را داشته باشد و این موضوع طراحی سیستم را سخت تر خواهدکرد.
2- جریان نشتی بین اولیه و ثانویه کم بوده و از این رو امپدانس پایین‌است. این موضوع جریان اتصال کوتاه را تحت شرایط خطا افزایش میدهد.
3- به خاطر سیم مشترک اتصال ستاره – ستاره اتصال یک سمت از سیم‌پیچ به زمین ممکن نیست
4- حفظ تعادل الکترومغناطیسی سیم‌پیچ هنگام ارائه تنظیمات ولتاژ دشوارتراست.
کاربردهای اتوترانس :
1- جبران افت ولتاژ با افزایش ولتاژ در سیستم توزیع
2- راه انداز نرم برای موتور ها با ترانس های چند پله
3- استفاده از اتوترانس به عنوان واریاک یا جایی که تغییرات گسترده باری مورد نظر می‌باشد.