Чем отличается трансформатор от двигателя

Чем отличается автотрансформатор от трансформатора, устройство, назначение, принцип действия.

Автотрансформаторы бывают повышающие и понижающие, однофазные и трехфазные. Применяются они для питания бытовых приборов, пуска асинхронных электрических двигателей, в промышленных электрических сетях. В быту автотрансформаторы используют для регулировки напряжения сети, если оно завышено или занижено. В промышленности с их помощью уменьшают пусковые токи электрических двигателей, повышают напряжение в линиях электропередач для уменьшения потерь.

В простейшем случае, на замкнутом магнитопроводе располагаются две обмотки соединенные последовательно. В зависимости от варианта подключения источника энергии и нагрузки, автотрансформатор может работать как повышающий или как понижающий.

Существует конструкция, в которой реализован механизм ручного регулирования выходного напряжения (Вариак, ЛАТР). Так же применяются блоки автоматической регулировки с обратной связью, по сути, автотрансформатор с таким устройством можно назвать стабилизатором напряжения.

Устройство и конструктивные особенности

Как было отмечено выше, автотрансформатор состоит из одной катушки. Её наматывают на обычный или на тороидальный сердечник.

Тороидальный трансформатор

В силу конструктивных особенностей у него отсутствуют гальванические развязки между цепями, что может привести к поражению высоковольтным током. Поэтому понижающий автотрансформатор, ввиду его повышенной опасности, требует принятия дополнительных мер по защите от поражения электротоком. Работа с ним допускается при условии строгого соблюдения правил безопасности.

Основные отличия

Указанные приборы отличаются принципом работы и внешним видом. Далее – детальнее о различиях указанного оборудования.

По принципу работы

Исходя из конструктивных особенностей, различия данных агрегатов состоят в том, что у трансформаторов отсутствует прямая электрическая связь, а у автотрансформаторов она имеется.

Эти машины различаются по количеству обмоток – с одной у автотрансформатора и двумя или более у трансформатора.

Автотрансформатор отличается большим показателем КПД, но меньшим диапазоном преобразования электрических характеристик в процессе передачи.

Визуальные

Внешне подобное оборудование отличается тем, что трансформаторы намного массивнее автоматических устройств за счёт того, что в данном случае применяется только одна обмотка. В остальном визуальные отличия неспециалисту выявить сложно.

Каждый вид электрического оборудования разрабатывался, исходя из поставленных задач и предусмотренного функционального назначения. Поэтому и трансформаторы, и автотрансформаторы получили широкую область применения в бытовой сфере и промышленном производстве. Но в силу конструктивных особенностей, вторые из них больше используются на промышленных предприятиях, поскольку их применение в бытовой сфере ограничивает большая опасность при эксплуатации, что можно преодолеть на производстве оборудованием надёжного заземления.

Номинальная – мощность, с которой трансформатор работает в определенном классе точности и в соответствии с ГОСТом. Выражается в вольтах, амперах. Незначительные отклонения мощности допускаются, но не выше нормированных величин.

Важно! Во избежание повышения погрешности вторичной нагрузки суммарное потребление обмоток измерительных приборов и реле не должно быть более номинальной мощности трансформатора. Узнать номинальную мощность можно в паспорте к агрегату либо на щитке.

Порог номинального напряжения у трансформатора – 10кВ.

Разница в зависимости от мощности электроприборов составляет для:

• питания электроприемников – 3-6,3кВ;
• крупногабаритных электродвигателей – до 1000В.

Мощность трехфазного трансформатора вычитается по формуле: – S=квадратный корень цифры 3 UIU—номинальное междуфазное напряжение, В; / — ток в фазе, А. Коэффициенты рабочих токов в обмотках при рабочем состоянии трансформатора не должны быть выше номинальных Хотя кратковременные перегрузки в масляных и сухих агрегатах до определенных пределов (2,5 -3%) приемлемы.

Области применения сухих и масляных трансформаторов

Еще пару десятков лет назад именно масляный трансформатор повсеместно задействовался в оснащении электрических сетей по территории всей страны. Объяснение подобной популярности кроется в его относительно невысокой цене по сравнению с аналогичной продукцией другого типа.

Однако последнее время наблюдается рост тенденции к применению сухого силового трансформатора. Его магнитопровод и обмотки не помещены ни в жидкий диэлектрик: будь это кремнийорганическая жидкость, или трансформаторное масло. Эта техническая характеристика приумножается другими качествами, что в сумме делает устройство более надежным, как в сфере взрывопожарной безопасности, так и экологической безвредности.

Сухой трансформатор применяется в устройстве городской, сельской инфраструктуры и сегменте промышленного и сельскохозяйственного производств. Помимо этого пользуется спросом, когда необходимо осуществить передачу электроэнергии.

Конструкция трансформатора прочная, не поддается влиянию внешних факторов-раздражителей, потому ее спокойно можно встраивать в зданиях, где обеспечиваются высокие взрывопожарные условия: в жилых домах, административных зданиях, банковских отделениях, офисах, центах отдыха и развлечений, торговых точках и т.д. Подходят даже для размещения на территории морских портов, аэропортов, или складов.

Масляный трансформатор требуют большей осторожности в период эксплуатации, устанавливаются в подстанциях. Для трансформаторов большой мощности от 1000 кВА устанавливаются аварийные маслоприемники.

Принцип действия трансформатора

Принцип работы трансформатора основан на явлении электромагнитной индукции. Возьмем для примера двухобмоточный однофазный трансформатор. К первичной обмотке подключается источник переменного тока. Этот ток протекает по обмотке и создает переменный магнитный поток Ф, который пронизывает обмотки трансформатора и изменяясь наводит в них ЭДС. Так как обмотки имеют различное число витков, то и величина ЭДС будет в них различная.

В повышающих трансах вторичное напряжение будет больше первичного, а в понижающих – наоборот. К вторичной обмотке подключается нагрузка и возникает вторичный ток, созданный индуцируемой магнитным потоком ЭДС. Таким образом, в трансформаторе происходит передача электроэнергии из первичной обмотки с напряжением U1 и током I1 во вторичную обмотку с током I2 и напряжением U2 посредством магнитного потока.

Сфера применения

Трансформаторы применяются всюду – от электростанций и подстанций, рассчитанных на десятки и сотни тысяч вольт, до питания малой бытовой техники. Хотя в последнее время используются блоки питания, но и их основой является генератор и трансформатор на ферритовом сердечнике.

Автотрансформаторы используются в бытовых стабилизаторах сетевого напряжения. Часто ЛАТРы используют в лабораториях при тестировании или ремонте электронных устройств. Тем не менее они нашли своё применение и в высоковольтных сетях, а также для электрификации железных дорог.

Например, на ЖД используются такие изделия в сетях 2х25 (два по 25 киловольт). Как на схеме выше в малонаселенных районах прокладывается линия 50 кВ, а к электропоезду по контактному проводу подаётся 25 кВ от понижающего автотрансформатора. Таким образом уменьшается число тяговых подстанций и потери в линии.

Теперь вы знаете, в чем принципиальное отличие трансформатора от автотрансформатора. Для закрепления материала рекомендуем просмотреть полезное видео по теме: