Kuinka automaattimuunnin toimii - miten tehdä

Automuuntaja on sähkömuuntaja, joka koostuu vain yhdestä jatkuvasta, eristämättömästä käämisestä, jossa on napautetut liittimet käämityksen eri kohdissa. Verkkovirtaa vastaava hanojen välinen käämitysosa syötetään verkkovirtaan, kun taas jäljellä olevia hanoja käytetään haluttujen lähtöjännitteiden saamiseksi niiden käämityssuhteiden mukaisesti.

Nämä lähtöjännitteet voivat vaihdella tulotasoa korkeammasta ja matalammasta kuin syöttöverkkovirta, riippuen käämityksen kääntymissuhteesta asiaankuuluvien kosketuspisteiden välillä.

Sana `` auto '' on innoittamana kreikkalaisesta termistä `` itse '', joka liittyy yksinäisen käämikäämin toimintaan koko muuntajan läpi ilman minkäänlaista automaattista mekanismia.

Automuuntajassa yhden jatkuvan käämityksen napautetut osat toimivat sekä muuntajan ensiökääminä että sekundäärikääminä.

Ero automaattimuuntajan ja askelmuuntajan välillä

Tyypillisesti missä tahansa vakiomaisessa muuntajassa löydämme kaksi täysin erillistä käämikäämiä primäärikäämityksen ja sekundäärikäämityksen muodossa, jotka ovat sähköisesti eristettyjä, mutta magneettisesti kytkettyjä toisiinsa, kuten alla on esitetty.

Tässä käämityksen suhde primäärisen ja sekundäärisen välillä päättää jännitteen ja virransiirron määrän käämin välillä magneettisen induktion kautta.

Jos oletetaan, että primäärillä on 10 kertaa enemmän kierroksia kuin toisiolla, primääriin syötetty 220 V AC aiheuttaa 10 kertaa alennetun alemman jännitteen toisiopuolella, joka on yhtä suuri kuin 220 V / 10 = 22 V.

Vastaavasti, jos 22 V: n vaihtovirtaa käytetään sekundääriseen, se saa aikaan 220 V: n tehostamisen ensiöpuolella.

Päinvastoin, automaattisessa muuntajassa on yksi jatkuva käämi, joka on jaettu erilaisiin jänniteputkiin, jotka määrittelevät koko käämityksen eri jännitetasot, kuten alla on esitetty.

Kaikki nämä tappit eivät ole sähköisesti eristettyjä, mutta ne voivat olla magneettisesti jännitteellisiä kuten tavallinen muuntajamme, mikä mahdollistaa suhteellisen määrän jännitettä ja virtaa jakamaan osien välillä riippuen tappien välisestä käämityksen suhteesta.

Kuinka tehdä automaattimuunnin

Automuuntaja voidaan rakentaa käyttäen samoja laskutoimituksia kuin normaalille alamuuntajalle, toissijaista puolta lukuun ottamatta.

Automuuntajan tekeminen on itse asiassa paljon helpompaa kuin tavallinen muuntaja, koska tässä voimme eliminoida toissijaisen käämityksen ja käyttää yhtä jatkuvaa 300 V: n tai 400 V: n jatkuvaa käämitystä.

Noudata siis periaatteessa kaikkia seuraavassa artikkelissa selostettuja vaiheita, ohita vain toissijaiset sivulaskelmat ja suorita vain ensisijaiset 220 V: n sivulaskelmat.

Käämityksen yksityiskohdat

Käytä ensiöjännitteille 400 V ja virralle 1 ampeeria. Kun olet kiedottu, voit kiinnittää hanoja käämityksen eri aikaväleille halutun tehostetun tai lasketun jännitteen saamiseksi.

Automaattimuuntajan edut ja haitat

Automuuntajan käämityksessä meillä on yleensä vähintään 3 hanaa, jotka ovat sähköisesti päätetty lähtöinä.

Johtuen siitä, että yksi käämi toimii sekä ensisijaisena että toissijaisena, autotransformaattoreilla on parempi etu olla pienikokoisemmat, kevyemmät ja edullisemmat kuin tyypilliset kaksoiskäämitysmuuntajat.

Auto-raitiovaunun haitta johtuu kuitenkin siitä, että yksikään sen käämityslähdöistä ei ole sähköisesti eristetty verkkovirrasta, ja se voi aiheuttaa tappavan shokin, kun sitä kosketetaan swithed ON -tilassa.

Autotransformaattoreiden muiden etujen joukossa ovat sen pienempi vuotoreaktanssi, pienemmät häviöt, pienempi viritysvirta ja parannettu VA-luokitus mille tahansa olemassa olevalle mitalle ja irtotavaralle.

Sovellus

Hyvä esimerkki automaattimuuntajasovelluksesta on matkailijan jännitteenmuunnin, jonka avulla matkustaja voi liittää 230 V: n laitteita 120 voltin syöttölähteisiin tai päinvastoin.

Autotransformaattoria, jolla on useita ulostulohanoja, voitaisiin käyttää laajennetun jakelupiirin päässä olevan jännitteen säätämiseen ylijännitehäviön torjumiseksi. Samaa tilannetta voitaisiin hallita automaattisesti elektronisen kytkentäpiirin kautta.

Tämä toteutetaan normaalisti AVR: n tai automaattisen jännitteen säätimen kautta, joka kytkee autotransformaattorin eri hanat automaattisesti releiden tai triakkien kautta ulostulon kompensoimiseksi vastauksena verkkojännitteen muutoksiin.

Kuinka se toimii

Kuten edellä on selostettu, autotransformaattori sisältää vain yhden käämityksen, jossa on 2 päätettä.

Välissä voi olla yksi tai useampia liittimiä napautuspisteinä, jotta saadaan nostetut / lasketut jännitteet kosketuspisteiden yli. Automaattimuuntajassa havaitaan, että kelojen ensisijaisella (tulo) ja toissijaisella (lähtö) osilla on yhteiset käännökset.

Tämä kahden pää- ja toissijaisen käämityksen osa tunnetaan yleensä nimellä 'yhteinen osa'.

Käämin osa, joka ulottuu pois tästä 'yhteisestä osasta' tai osasta, jota ei jaeta ensisijaisella ja toissijaisella osalla, tunnetaan yleensä nimellä '' Sarjan osa ''.

Ensisijainen (tulo) syöttöjännite on kytketty kahden sopivan liittimen yli, joiden nimellisarvo tai spesifikaatio vastaa tulojännitealuetta.

Toissijainen (lähtö) jännite saadaan parista liittimiä tai hanoja, joista yksi tietty liitin on normaalisti yhteinen sekä tulo- että lähtöjänniteliittimiin.

Autotransformaattorissa, koska koko yksittäinen käämitys on yhdenmukainen ominaisuuksiensa, sen kanssa volttia / kierros on myös sama kaikissa kosketuspisteissä. Tämä tarkoittaa, että kullekin hanaosuudelle indusoitu jännite on verrannollinen sen kierrosten lukumäärään.

Käämin ja ytimen yli tapahtuvan magneettisen induktion takia jännite ja virta lisätään tai vähennetään käämityksen yli suhteellisesti lukumäärästä riippuen.

Esimerkiksi alemmissa kosketuspisteissä näkyy pienentyneet jännitteet ja lisääntynyt virta suhteessa yhteiseen maajohtoon, kun taas ylemmissä kosketuspisteissä on korkeampia jännitteitä ja pienempi virta yhteiseen maajohtoon nähden.

Sarjan osan ylimmässä hanassa näkyy syöttöjännitettä suurempia jännitteitä.

Tulo- ja lähtötehonsiirto ovat kuitenkin samat. Merkitys, jännitteen ja virran tai V x I: n tulo on aina sama tulo- ja lähtöosille.

Kuinka laskea jännite ja käännökset

Koska jännitteen, virran ja käännösten lukumäärät ovat luonteeltaan suhteellisia, ampeerin, jännitteen ja kierrosten lukumäärän laskentakaavaa säätelee seuraava yksinkertainen yleiskaava:

N1 / N2 = V1 / V2 = I1 / I2

Katsotaanpa seuraava esimerkki. On välttämätöntä, että sinulla on vähintään kaksi parametria kädessä jäljellä olevien parametrien määrittämiseksi autotramsformeria laskettaessa.

Täällä meillä on kierrosluku ja jännite autotransformaattorin ensiö- tai tulopuolelle, mutta emme tiedä lähtö- tai kuormapuolen parametreja.

Oletetaan nyt, että haluamme, että lähtöpuolen N7-hana tuottaa 300 V AC: n 220 V: n AC-tulon kautta. Siksi voimme laskea seuraavalla yksinkertaisella tavalla:

N1 / N7 = V1 / V7

500 / N7 = 220/300

N7 = 500 x 300/220 = 681 kierrosta.

Tämä tarkoittaa, että jos N7-käämillä on 681 kierrosta, se tuottaa vaaditun 300 V: n, kun syötetään 220 V AC: n tuloa.

Vastaavasti, jos haluamme, että käämitys N2 tuottaa jännitteen, esimerkiksi 24 V, niin kierroslukumäärä tämän napautuksen osa voidaan laskea samalla kaavalla:

N1 / N2 = V1 / V2

500 / N2 = 220/24

24 x 500 = 220 x N2

N2 = 500 x 24/220 = 55 kierrosta

Kuinka laskea nykyinen luokitus

Automuuntajan lähtöpuolen nykyisen luokituksen laskemiseksi meidän on myös tiedettävä 220 V: n sivukäämityksen nykyinen nimellisarvo. Oletetaan, että tämä on 2 ampeeria, sitten virta N7-käämityksessä voidaan laskea seuraavalla perustehokaavalla:

V1 x I1 = V7 x I7

220 x 2 = 300 x I7

I7 = 220 x 2/300 = 440/300 = 1,46 ampeeria.

Tämä osoittaa, että automaattimuuntajassa tai muussa muuntajassa lähtöteho on ihanteellisessa tilanteessa melkein yhtä suuri kuin tuloteho.

Kuinka muuntaa säännöllinen muuntaja automaattiseksi muuntajaksi

Kuten tämän artikkelin edellisissä kappaleissa on käsitelty, tavallisessa muuntajassa on kaksi erillistä käämiä, jotka on eristetty sähköisesti muodostaen vastaavat ensiö- ja toissijaiset sivut.

Koska molemmat käämityspuolet ovat sähköisesti eristettyjä, on mahdotonta tuottaa räätälöityjä porrastettuja ja pienennettyjä verkkojännitteitä näistä muuntajista, toisin kuin autotransformaattori.

Pienellä modifikaatiolla yksikössä säännöllinen muuntaja voitaisiin kuitenkin suuressa määrin muuntaa autotransformaattoriksi. Tätä varten meidän on yksinkertaisesti yhdistettävä ensiöpuoliset johdot toisiopuolijohtoihin s-muodossa seuraavan kaavion mukaisesti:

Täältä löydämme tavallisen 25-0-25 V / 220 V: n alaskäynnistysmuuntajan, joka muunnetaan käteväksi pieneksi autotransformaattoriksi yksinkertaisesti liittämällä asiaankuuluvat toissijaiset / ensiöjohdot.

Kun johdot on liitetty näytetyllä tavalla, modifioitu autotransformaattori antaa käyttäjälle mahdollisuuden hankkia tehostettu verkkovirta 220 + 25 = 245 AC V tai vähennetty verkko 220-25 = 195 AC V lähdöistä asiaankuuluvista lähtöjohdoista.