Calcolo di un autotrasformatore con una potenza fino a 1 kW
Autotrasformatore: un trasformatore elettrico, parte del cui avvolgimento appartiene sia al circuito primario che a quello secondario. Quando l'avvolgimento primario AX viene alimentato dalla rete CA, il flusso magnetico viene indotto nel nucleo, provocando una fem in esso.
Nella sezione gx, che è il circuito secondario, viene impostata una tensione proporzionale al numero delle sue spire. La corrente secondaria I2 attraversa la sezione ax e la corrente primaria I1 attraversa l'intera bobina AX. Quando il carico RH è collegato a una parte dell'avvolgimento AX, le correnti I1 e I2 hanno verso opposto e quindi la differenza di correnti Iax = I1 — I2 passerà attraverso l'avvolgimento AX. Ciò consente all'AX di essere avvolto con meno filo.
L'autotrasformatore mostrato in Fig. a, — decrescente da W1> W2. Se la tensione di ingresso viene applicata alla bobina, aumenterà perché W2 < W1. Trasformatore automatico variabile fattore di trasformazione può regolare agevolmente la tensione da 0 a 1,1 Uvx. Negli autotrasformatori trifase, gli avvolgimenti sono solitamente collegati a stella e hanno un terminale a un punto neutro (Fig. C).
Riso.1 Dispositivo autotrasformatore: a — step-down, b — circuito, c — trifase
In un autotrasformatore, la tensione e la corrente negli avvolgimenti primario e secondario sono correlate dagli stessi rapporti dei trasformatori, ad es. U2 / U1 = W2 / W1 = K, dove U2 e U1 sono le tensioni negli avvolgimenti secondario e primario; W2 e W1 — il numero di spire nei rispettivi avvolgimenti; K è il coefficiente di trasformazione.
La potenza risultante nell'avvolgimento secondario (potenza dell'autotrasformatore) sarà P2 = Pat = U2I2.
Nel caso di un trasformatore step-down, I = I2 — I1 o I2 = I + I1.
Pertanto Rat = U2I2 = U2 (I + I1) = U2I + U2I1.
Ne consegue che Rath è costituito da due termini: potenza Pt = U2I erogata al secondario per effetto del collegamento (magnetico) a trasformatore tra i due circuiti; potenza Pe = U2I1 trasmessa dal primario al secondario per effetto del contemporaneo collegamento elettrico tra gli avvolgimenti.
La potenza Pt è la potenza per la quale deve essere calcolato l'autotrasformatore:
per abbassare Pt = Rat (1 - K),
per aumentare Pt = Rat (1 — 1 / K).
Area della sezione trasversale del nucleo S = 1.2√PT.
Il numero di avvolgimenti a 1 V di tensione, W0 = 45000 / BH, dove H è l'induzione magnetica del nucleo; B — forza magnetizzante.
Il numero di spire di ciascuno degli avvolgimenti W1 = WU1; 2 = WU2.
L'avvolgimento dell'autotrasformatore durante il funzionamento continuo non deve essere riscaldato oltre i 65 gradi C. Per evitare ciò, la densità di corrente nel filo non deve superare 2 ... 2,2 A / 1 mm² della sua sezione trasversale.
Il diametro del filo è calcolato dalla formula d = 0,8√Az, dove d è il diametro del filo di avvolgimento, mm; I è la corrente nella bobina corrispondente, A.
La corrente consumata dall'autotrasformatore dalla rete, I1 = Rat / U1, corrente di carico I2 = Rat / U2.