Autotransformátor vs konvenční transformátor: Rozdíl a srovnání

Autotransformátor je elektrický transformátor, který používá jediné vinutí k přenosu elektrické energie mezi obvody, přičemž část vinutí funguje jako primární i sekundární cívka. Konvenční transformátor používá k přenosu elektrické energie mezi obvody dvě samostatná vinutí.

Key Takeaways

1. Autotransformátory mají jediné vinutí, které funguje jako primární i sekundární, zatímco konvenční transformátory mají samostatné primární a sekundární vinutí.
2. Autotransformátory jsou kompaktnější a těžší než konvenční transformátory, díky čemuž jsou vhodné pro aplikace s omezeným prostorem.
3. Autotransformátory poskytují lepší regulaci napětí a vyšší účinnost než konvenční transformátory, ale mají nižší úroveň izolace mezi primárním a sekundárním obvodem.

Co je autotransformátor?

Autotransformátor je transformátor se stejným vinutím jako hlavní a sekundární vinutí. Vinutí autotransformátoru jsou vzájemně elektricky a magneticky spojena.

To znamená, že stejné vinutí vykonává primární a sekundární funkce autotransformátoru. Výsledkem je, že vinutí autotransformátoru sdílí kromě elektrického spojení také magnetické. 

Pro připojení vysokonapěťových a nízkonapěťových systémů není potřeba žádný autotransformátor. Používá se vždy, když je požadována trocha rozmanitosti. Na rozdíl od jiných typů transformátorů má tento pouze jedno vinutí. V konfiguraci s jedním vinutím jsou dvě odlišné sekce. Existuje primární uživatel a sekundární uživatel.

Snižovací autotransformátory se používají, když je napětí v hlavním vinutí vyšší než napětí v sekundárním vinutí. Zvýšený autotransformátor je takový, ve kterém je napětí primárního vinutí nižší než napětí sekundárního.

Autotransformátory jsou proslulé svým ovládáním a cenovou dostupností. Jejich primární vinutí však není izolováno od sekundárního vinutí, což může být velkou nevýhodou. To znamená, že zátěž a operátor jsou v ohrožení, pokud vysoké napětí dodává nízké napětí, protože celé napětí překročí sekundární svorku.

Co je to konvenční transformátor?

Konvenční transformátor je stacionární zařízení, které převádí napětí elektrického proudu při zachování stejné frekvence. Elektromotorická síla se indukuje v uzavřený obvod vlivem změn okolního magnetického pole, využívající principu elektromagnetické indukce. U standardního transformátoru jsou vinutí elektricky oddělena, ale stále magneticky spojená.

Konvenční transformátor je také běžně známý jako dvouvinutý transformátor. Primární vinutí dělá většinu práce. Sekundární vinutí musí být spojeno se zátěží a musí být schopno přijímat vstup z primárního vinutí pro přenos energie ze zdroje do zátěže. Principem indukce použitým v tomto transformátoru je vzájemná indukce.

Dvouvinutý transformátor využívá k přesunu elektřiny z jednoho obvodu do druhého magnetickou indukci. Ve většině případů zůstává výstupní napětí stabilní. Počet závitů v konvenčním transformátoru vinutí je předem určen. 

Tradiční transformátory mají několik nevýhod. Má například dodatečné ztráty a velký únikový tok. V důsledku ztráty mědi ve dvou vinutích je také méně účinný.

Rozdíl mezi autotransformátorem a konvenčním transformátorem

1. Autotransformátor využívá samoindukci, protože je zde pouze jedno vinutí, zatímco běžný transformátor využívá indukci vzájemnou.
2. Autotransformátory mají pouze jedno vinutí, které slouží jako primární i sekundární. Na druhou stranu konvenční transformátory mají více vinutí.
3. Autotransformátory používají méně materiálu na vinutí ve srovnání s konvenčními transformátory, které využívají více, protože mají více vinutí.
4. Pokud jde o velikost, autotransformátory mají tendenci být menší, zatímco konvenční transformátory bývají větší.
5. Výstupní napětí u autotransformátorů je proměnlivé a konstantní u konvenčních transformátorů.
6. Autotransformátory mají nižší impedanci, zatímco konvenční transformátory mívají vyšší impedanci.
7. Autotransformátory se používají jako a stator v indukčních motorech, regulátorech napětí v laboratořích a na nádražích atd. Na druhé straně se konvenční transformátory používají ke zvýšení a snížení napětí v elektrické síti.

Srovnání mezi autotransformátorem a konvenčním transformátorem

Parametry srovnání	Autotransformátor	Konvenční transformátor
Princip indukce	Samoindukce	Vzájemná indukce
Vinutí	Pouze jedno vinutí	Více vinutí
Materiál pro navíjení	Méně materiálu	Více materiálu
Velikost	Malý	Velký
Výstupní napětí	Proměnlivý	konstantní
Impedance	Méně	Vysoký
Aplikace	Regulátory napětí, jako stator atd.	V energetických sítích.

Reference

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/5762931
2. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/7951721

Poslední aktualizace: 29. července 2023