اتوترانسفورماتور چیست؟

اتوترانسفورماتورها یکی از انواع ترانسفورماتورهای الکتریکی هستند که تنها دارای یک سیم پیچ می باشند. در واقع اصطلاح اتو در زبان یونانی به معنای خود تنهاست و از این رو بیانگر استفاده از سیم پیچ به صورت تک برای عملکرد اتوترانسفورماتور است. عملکرد اتوترانسفورماتورها همانند عملکرد ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ می باشد ولی در نوع ارتباط سیم پیچ اولیه و ثانویه با هم متفاوتند. در حالت معمول یک سیم پیچ اولیه و ثانویه با هم ارتباط دارند ولی این ارتباط با تماس مستقیم حاصل نمی شود. از این رو شناخت بیشتر درباره اینکه اتوترانسفورماتور چیست می تواند به کارکرد بهتر آن توسط مصرف کنندگان کمک نماید.

در هر اتوترانسفورماتور سیم پیچ حداقل 3 تپ یا لغزانه می باشد که در اتصالات الکتریکی از آن استفاده می گردد. از آنجایی که سیم پیچ دارای دو وظیفه است، به طور معمول اتوترانسفورماتورها در مقایسه با ترانسفورماتورهای معمولی از لحاظ اندازه کوچکتر، سبک تر و حتی ارزان ترند. اما این دستگاه ها دارای عیوبی نیز می باشند چرا که نمی توانند ایزولاسیون الکتریکی را بین مدار سیم پیچ اولیه و ثانویه فرآهم نمایند و علاوه بر این اتوترانسفورماتورها دارای واکنش القاوری نشتی کمتر، تلفات کمتر، جریان هیجانی کمتر و همچنین رتبه قدرت آن نیز به نسبت سایز و حجم افزایش می یابد. یکی از انواع کاربردهای اتوترانسفورماتورها یک مبدل ولتاژ مسافرتی است که اجازه می دهد وسایل الکتریکی که از ولتاژ 230 ولت بهره می برند به راحتی با یک منبع تغذیه 120 ولتی قابل استفاده باشند. لازم به ذکر است که یک اتوترانسفورماتور که دارای تپ ها و یا لغزاننده های زیادی است در برخی از مواقع برای تنظیم ولتاژ در یک ترانسفورماتور توزیع استفاده می گردد تا از افت ولتاژ مازاد جلوگیری نماید و زمانی که این فرآیند به صورت خودکار انجام می شود بیانگر این مساله است که اتوترانسفورماتور می تواند یک تنظیم کننده ولتاژ باشد.

سیم پیچ ها اتوترانسفورماتورها

در اتوترانسفورماتورها تنها از یک سیم پیچ استفاده می شود که نه تنها نقش سیم پیچ اولیه بلکه نقش سیم پیچ ثانویه را نیز به عهده دارد. این در حالی است که در ترانسفورماتورها به طور معمول دو سیم پیچ وجود دارد که هر یک می توانند مربوط به طرف اولیه و ثانویه در ترانسفورماتور ایران ترانسفو باشد. مدار الکتریکی موجود در یک اتوترانسفورماتور به شکل زیر می باشد. در واقع دو سیم پیچ AB دارای تعداد مشخصی (N1) دور سیم می باشند که به عنوان سیم پیچ اولیه به حساب می آید. این سیم پیچ ها از نقطه C جدا شده و در واقع فاصله BC به عنوان سیم پیچ ثانویه در نظر گرفته می شود. در نتیجه در صورتی که تعداد دورهای سیم بین فاصله B تا C برابر با N2 باشد با اعمال ولتاژ اولیه بین A تا C می بایست برای به دست آوردن ولتاژ هر دور سیم پیچ از تقسیم ولتاژ اولیه V1 بر روی N1 به دست می آید. این در حالی است که برای به دست آوردن ولتاژ در بخش BC می بایست V1 را در تعداد دورهای این قسمت BC ضرب نمایید. زمانی که دستگاه برقدار می شود جریانی بین فاصله BC برقرار می گردد که از تفاوت جریان اولیه و جریان ثانویه است.

عملکرد اتوترانسفورماتور

لازم است یادآوری نماییم که اتوترانسفورماتورها دارای یک سیم پیچ با دو ترمینال پایانی و یک یا چند ترمینال در نقاط تپ متوسط می باشد. در این ترانسفورماتور سیم پیچ اولیه و ثانویه همانطور که پیشتر گفته شد دارای دورهای مشترکی هستند و جایی که سیم پیچ بین طرف اولیه و ثانویه مشترک است به طور معمول با عنوان بخش مشترک به حساب می آید و همچنین قسمتی از سیم پیچ ها که بین این دو سیم پیچ ها مشترک نیست با عنوان بخش سری شناخته می شود. ولتاژ اولیه بین دو ترمینال اعمال می شود و ولتاژ ثانویه از این دو ترمینال کشیده می شود و توجه داشته باشید که یکی از این ترمینالها همواره با ترمینال ولتاژ اولیه مشترک است. از آنجایی که در بخش قبل متوجه شدیم که مقدار ولتاژ به ازای هر دور در هر دو سیم پیچ ها یکسان است و هر یک به اندازه سهمی که از این ولتاژ به ازای هر دور دارند می توانند ولتاژ مخصوص به خود را داشته باشند. در یک اتوترانسفورماتور بخشی از جریان خروجی به صورت مستقیم از ترمینال ورودی و خروجی در امتداد بخش سری جریان می یابد و تنها بخش از آن به روش القا در بخش مشترک بین دو سیم پیچ منتقل می گردد و همین مساله عاملی در استفاده از هسته کوچکتر، سبک تر و حتی ارزان تر است و همچنین برای این فرآیند انها به یک سیم پیچ نیاز است و این نکته نیز از نظر اقتصادی استفاده از اتوترانسفورماتورها را مناسب می نماید. لازم به ذکر است که در صورت زمین کردن نقطه مرکزی بین دو سیم پیچ می توان از این اتوترانسفورماتور به عنوان بالان که دستگاه الکتریکی می باشد و رابط میان خط متوازن و غیر متوازن است عمل نماید.

کاربرد اتوترانسفورماتور چیست

به طور معمول از اتوترانسفورماتورها در انتقال قدرت استفاده می شود تا به دستگاه اجازه دهد در کلاس ولتاژ متفاوتی بتواند کار کند، برای مثال 132 کیلوولت به 66 کیلو ولت برای توزیع برق و همچنین دلیل دیگر استفاده از این دستگاه به خصوص در صنعت برای سازگاری با ساختار ماشین آلات به عنوان مثال برای قابلیت کارکرد دستگاه های 480 ولتی با منبع تغذیه 600 ولتی پرکاربرد است. از طرفی اتوترانسفورماتورها برای تبدیل دو باند ولتاژ اصلی شبکه برق در جهان از جمله 100 ولت به 130 ولت و 200 ولت به 250 ولت استفاده می گردند. رابط بین شبکه برق 400 کیلو ولت و 275 کیلو ولت در انگلستان که به عنوان مگا شبکه شناخته می شود توسط اتوترانسفورماتور سه فاز که دارای تپی با نقطه نوترال مشترک ایجاد می شود. در خطوط توزیع برق طویل به طور معمول از اتوترانسفورماتورهایی با قابلیت تنظیم ولتاژ خودکار استفاده می شود که تمامی مصرف کنندگان چه در اول خطوط توزیع چه در انتهای آن یک ولتاژ یکسان را دریافت نمایند. یکی از انواع اتوترانسفورماتورها که با نام ترانسفورماتور زیگزاگ شناخته می شود در واقع یک ترانسفورماتور زمین است که در یک سیستم سه فاز نقطه نوترال را برای دستگاه فرآهم می نماید. یک ترانسفورماتور زیگزاگ قابلیت ایجاد نقطه صفر را برای جریان دارد که بین هر سه فاز مشترک است.
از اتوترانسفورماتورها همچنین در سیستمهای صوتی استفاده می گردد در واقع این دستگاه به بلندگوها یا اسپیکر ها کمک می کند که به یک سیستم توزیع صوت با ولتاژ ثابت خود را وفق دهند و همچنین برای سازگار کردن امپدانس بین میکروفون که دارای امپدانس کم است و آمپلی فایر که امپدانس بالایی دارد مناسب هستند.
یکی دیگر از کاربردهای اتوترانسفورماتور در خطوط راه آهن است. توجه داشته باشید که برای اعمال قدرت و توان به قطار به طور معمول از جریان متناوب 25 کیلو ولت استفاده می گردد. برای اینکه بین نقاط تغذیه کننده شبکه برق فاصله بیشتری وجود داشته باشد، از یک منبع تغذیه فاز برق اسپلیت دارای 25-0-25 استفاده می گردد که سیم سوم در فاز مخالف خارج از دسترس کالکتور پانتوگراف بالای سر قطار می باشد. این در حالی است که نقطه صفر ولت به ریل، یکی از نقاط 25 ولت به کالکتور بالای سر قطار متصل می گردد. در فواصل 10 کیلومتری، یک اتوترانسفورماتور به سیم رابط را به قطار و منبع دوم رسانا وصل می نماید. موارد گفته شده منجر به افزایش فاصله انتقال قابل استفاده، کاهش تداخل القایی به تجهیزات خارجی و البته کاهش هزینه می شود.

اتوترانسفورماتور ایران ترانسفو

این نوع از ترانسفورماتورها همانطور که گفته شد دارای قسمت مشترکی بین دو مدار اولیه و ثانویه در سیم پیچ هستند و در یک ترانسفورماتور دو سیم پیچه، توجه شده است که مدار اولیه و ثانویه از لحاظ الکتریکی در مقابل هم عایق باشند در حالی که در اتوترانسفورماتور همانطور که گفته شد ارتباط بین دو سیم پیچ متفاوت است و از لحاظ الکتریکی به هم متصل هستند. ایران ترانسفو نیز این محصولات را برای اتصال سیستمهای قدرت که بین نسبت ولتاژهای آنها و ولتاژ واحد اختلاف قابل توجهی نباشد و یا برای به دست آوردن ولتاژهای خروجی متغیر یا به عبارت دقیقتر نسبت تبدیل متغیر به کار می رود. از مزایای اتوترانسفورماتور ایران ترانسفو می توان به بهبود درصد تنظیم ولتاژ، راندمان بالاتر و همچنین امپدانس کمتر اشاره نمود و به عنوان یکی از پیشگامان تولید ترانسفورماتور در دنیا، ایران ترانسفو این محصولات را در نوع تک فاز و سه فاز تولید می نماید که برای استفاده در پستهای فوق توزیع یا قدرت بر اساس مشخصات فنی درخواستی مصرف کنندگان طراحی و تولید می شود. مشتریان گرامی می توانند با مراجعه به وبسایت گستره آبی نمایندگی ایران ترانسفو بیشتر درباره چگونه خرید ترانسفورماتور ایران ترانسفو و سفارش این محصولات بر اساس قیمت ترانس برق اطلاع حاصل فرمایند.

پرسشهای متداول مربوط به اتوترانسفورماتور چیست؟

1. اتوترانسفورماتور چیست؟ اتوترانسفورماتورها دستگاهی هستند که دارای یک سیم پیچ می باشند و در واقع هم طرف اولیه و ثانویه در دارای یک سیم پیچ مشترک هستند. عملکرد اتوترانسفورماتورها در نوع ارتباط سیم پیچ اولیه و ثانویه با هم متفاوت است ولی همانند ترانسفورماتور دارای دو سیم پیچ عمل می کنند. در حالت معمول یک سیم پیچ اولیه و ثانویه با هم ارتباط دارند ولی این ارتباط با تماس مستقیم حاصل نمی شود.
2. مزیت استفاده از اتوترانسفورماتور چیست؟ اتوترانسفورماتورها در مقایسه با ترانسفورماتورهای معمولی از لحاظ اندازه کوچکتر، سبک تر و حتی ارزان ترند و از این رو از نظر اقتصادی به صرفه است. علاوه بر این اتوترانسفورماتورها دارای واکنش القاوری نشتی کمتر، تلفات کمتر، جریان هیجانی کمتر و همچنین رتبه قدرت آن نیز به نسبت سایز و حجم افزایش می یابد.
3. اتوترانسفورماتور به عنوان مبدل ولتاژ مسافرتی چطور عمل می نماید؟ با این که اتوترانسفورماتور موارد کاربرد زیادی دارد ولی یکی از انواع کاربردهای اتوترانسفورماتورها این است که به عنوان یک مبدل ولتاژ مسافرتی اجازه می دهد وسایل الکتریکی که از ولتاژ 230 ولت بهره می برند به راحتی با یک منبع تغذیه 120 ولتی قابل استفاده باشند.
4. ولتاژ در اتوترانسفورماتور چطور تعیین می شود؟ برای اینکه بفهمیم میزان ولتاژی که در هر دور سیم پیچ ها در اتوترانسفورماتور چقدر است می بایست ابتدا ولتاژ ورودی یا اولیه را به تعداد سیم پیچ طرف اولیه تقسیم نماییم تا مقدار ولتاژ به ازای هر دور مشخص گردد برای طرف ثانویه نیز کافی است تعداد دور فاصله مربوط به سیم پیچ ثانویه را در ولتاژ به ازای هر دور ضرب نماییم تا ولتاژ خروجی به دست آید.
5. آیا اتوترانسفورماتور یک تنظیم کننده ولتاژ است؟ بله در برخی از مواقع که از اتوترانسفورماتور به عنوان یک تپ چنجر استفاده می شود و فرآیند تنظیم ولتاژ به صورت اتوماتیک انجام می شود می توان از آن به عنوان یک تنظیم کننده ولتاژ استفاده کرد.