Transformador automático

Un Transformador automático es un transformador con un solo devanado enrollado en un núcleo laminado. Un autotransformador es similar a un transformador de dos devanados, pero difiere en la forma en que los devanados primario y secundario están interrelacionados. Una parte del devanado es común a los lados primario y secundario.

En condiciones de carga, una parte de la corriente de carga se obtiene directamente del suministro y la parte restante se obtiene por acción del transformador. Un autotransformador funciona como un regulador de voltaje.

Contenido:

Índice de contenidos

Explicación del transformador automático con diagrama de circuito
Ahorro de cobre en transformadores automáticos en comparación con transformadores ordinarios de dos devanados

Explicación del transformador automático con diagrama de circuito

En un transformador ordinario, los devanados primario y secundario están eléctricamente aislados entre sí pero conectados magnéticamente como se muestra en la figura a continuación. Mientras que en el autotransformador, los devanados primario y secundario están conectados magnéticamente y eléctricamente. De hecho, una parte del devanado continuo único es común tanto para el primario como para el secundario.

AUTOTRANSFORMADOR DE DOS DEVANADOS Figura A: Transformador ordinario de dos devanados

Hay dos tipos de transformadores automáticos basados en la construcción. En un tipo de transformador, hay un devanado continuo con derivaciones 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 transformador automático se muestra en la siguiente figura.

TRANSFORMADOR AUTOMÁTICO Figura B: Auto – Transformador

El devanado primario AB del que se toma una toma en C, de modo que CB actúa como un devanado secundario. El voltaje de suministro se aplica a través de AB y la carga se conecta a través de CB. 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.

Dejar,

V1 – voltaje primario aplicado
V2 – voltaje secundario a través de la carga
I1 – corriente primaria
I2 – corriente de carga
N1 – número de vueltas entre A y B
N2 – número de vueltas entre C y B

Despreciando la corriente sin carga, la reactancia de dispersión y las pérdidas,

V1 = E1 y V2 = E2

Por lo tanto, la relación de transformación:
auto-transformador-eq1

Como los amperios-vuelta secundarios son opuestos a los amperios-vuelta primarios, la corriente I2 está en oposición de fase con I1. El voltaje secundario es menor que el primario. Por lo tanto, la corriente I2 es mayor que la corriente I1. Por lo tanto, la corriente resultante que fluye a través de la sección BC es (I2 – I1).

Los amperios-vueltas debidos a la sección BC = corriente x vueltas
auto-transformador-eq2 Las ecuaciones (1) y (2) muestran que los amperios-vueltas debidos a la sección BC y AC se equilibran entre sí, lo cual es característico de la acción del transformador.

Ahorro de cobre en transformadores automáticos en comparación con transformadores ordinarios de dos devanados

El peso del cobre es proporcional a la longitud y el área de una sección transversal del conductor.

La longitud del conductor es proporcional al número de vueltas y la sección transversal es proporcional al producto de la corriente y el número de vueltas.

Ahora, a partir de la figura anterior (B) que se muestra del autotransformador, el peso de cobre requerido en un autotransformador es

Wa = peso de cobre en la sección AC + peso de cobre en la sección CB

Por lo tanto
auto-transformador-eq3

Si se realiza la misma tarea con un transformador ordinario de dos devanados que se muestra arriba en la figura (A), el peso total del cobre requerido en el transformador ordinario,

W0 = peso de cobre en su devanado primario + peso de cobre en su devanado secundario

Por lo tanto,
auto-transformador-eq4

Ahora, la relación entre el peso del cobre en un autotransformador y el peso del cobre en un transformador ordinario se da como
auto-transformador-eq5

Ahorro de cobre afectado por el uso de un autotransformador = peso de cobre requerido en un transformador ordinario – peso de cobre requerido en un autotransformador auto-transformador-eq6 Por lo tanto,

Ahorro de cobre = K x peso de cobre requerido para dos devanados del transformador

Por tanto, el ahorro en cobre aumenta a medida que la relación de transformación se aproxima a la unidad. Por lo tanto, el autotransformador se usa cuando el valor de K es casi igual a la unidad.

Ventajas del transformador automático

Menos costoso
Mejor regulación
Bajas pérdidas en comparación con el transformador ordinario de dos devanados de la misma clasificación.

Desventajas del transformador automático

Hay varias ventajas del autotransformador, pero también una gran desventaja, por qué el autotransformador no se usa ampliamente, es que

El devanado secundario no está aislado del devanado primario.
Si se usa un autotransformador para suministrar voltaje bajo desde un voltaje alto y hay una ruptura en el devanado secundario, el voltaje primario completo llega a la terminal secundaria, lo que es peligroso para el operador y el equipo. Por lo tanto, el autotransformador no debe usarse para interconectar sistemas de alto y bajo voltaje.

Se usa solo en los lugares limitados donde se requiere una ligera variación del voltaje de salida del voltaje de entrada.

Aplicaciones de Auto transformador

Se utiliza como entrante para dar hasta 50 a 60% de voltaje completo al estator de un motor de inducción de jaula de ardilla durante el arranque.
Se utiliza para dar un pequeño impulso a un cable de distribución, para corregir la caída de tensión.
También se utiliza como regulador de voltaje.
Se utiliza en el sistema de transmisión y distribución de energía y también en el sistema de audio y los ferrocarriles.