اتو ترانسفورماتور در تابلو برق چیست؟ کاربرد آن

اتو ترانسفورماتور یک نوع ماشین هستند که انرژی الکتریکی را از یک سطح به سطحی دیگر تبدیل می‌کند. این دستگاه برای کاهش یا افزایش ولتاژ و جریان مورداستفاده قرار می‌گیرد به همین دلیل می‌توان گفت اتو ترانسفورماتور ماشینی است که موجب افزایش و یا کاهش جریان و ولتاژ شده و باعث تغییر توان و فرکانس نمی‌شود. عملکرد این ماشین به‌نوعی است که به علت القای مغناطیسی میان سیم‌پیچ‌ها انرژی الکتریکی از مدار سیم‌پیچ اولیه به ثانویه منتقل می‌کند، به‌نوعی که نوع انرژی و میزان آن عوض نمی‌شود، اما ولتاژ و جریان تغییر می‌کند. اتو ترانسفورماتور در تابلوهای برق نیز مورداستفاده قرار می‌گیرند ممکن است باعث تغییر قیمت تابلو برق شوند.

اتو ترانسفورماتور در تابلو برق چیست؟

اتو ترانسفورماتور که با اسم اتوفورمر نیز شناخته می‌شود نوعی ترانسفورمر الکتریکی است که فقط دارای یک سیم‌پیچ است. سیم‌پیچ اتو ترانسفورماتور در کم‌ترین حالت دارای سه‌نقطه برای اتصال الکتریکی است که به آن‌ها تپ گفته می‌شود. ولتاژ ورودی و بار الکتریکی به دو تپ وصل می‌شوند و یک تپ که در آخر سیم‌پیچ قرار دارد به‌صورت مشترک استفاده می‌شود. هر تپ می‌تواند با منبع ولتاژی و بار الکتریکی مختلفی ارتباط برقرار کند. سیم‌پیچ موجود در این دستگاه می‌تواند کار سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه که در ترانسفورمر وجود دارد را انجام دهد.

عملکرد اتو ترانسفورماتور

در برق‌های تک فاز، اتو ترانسفورماتورها دارای بازده 40 الی 115 درصدی در ولتاژ ورودی دارند. میزان ولتاژهای ثانویه به اولیه با نسبت تعداد دورهای سیم‌پیچی که ولتاژ به آن متصل است مساوی است. برای مثال متصل شدن به مرکز و انتهای سیم‌پیچ اتو ترانسفورماتور، باعث نصف شدن ولتاژ می‌شود یعنی 50 درصد آن را کاهش می‌دهد. همچنین بر اساس شرایطی که اتو ترانسفورماتور در آن قرار دارد آن بخش از سیم‌پیچ که فقط در حین ولتاژ زیاد یا همان جریان کم استفاده می‌شود ممکن است باسیم‌هایی که قطرکمی دارند ساخته‌شده باشد، اگرچه همه سیم‌پیچ‌ها به‌طور مستقیم با همدیگر دارای اتصال الکتریکی هستند.

محدودیت‌های اتو ترانسفورماتور

برعکس ترانسفورماتورهای معمولی که سیم‌پیچ‌های اولیه و ثانویه در آن‌ها ازلحاظ الکتریکی به‌طور ایزوله و جدا از هم قرار دارند، در اتو ترانسفورماتور بین سیم‌پیچ اولیه و ثانویه ارتباط الکتریکی وجود دارد و به همین دلیل اگر سیم نول ورودی زمین نشده باشد، سیم نول خروجی هم زمین نخواهد بود. بروز اختلال و مشکل در عایق‌بندی سیم‌پیچ یک اتو ترانسفورماتور می‌تواند باعث اعمال همه ولتاژ ورودی بر خروجی شود. بدون شک در زمان استفاده از اتو ترانسفورماتورها با کاربردهای مختلف، استفاده از عایق‌بندی مناسب جزو مهم‌ترین مسائل ایمنی است.

به علت این‌که اتو ترانسفورماتورها به سیم‌پیچ‌های کوتاه و هسته کوچکی احتیاج دارند برای کارهایی که میزان قدرت در آن‌ها اهمیت دارد، کاربرد بهتر و به‌صرفه‌ای را به نسبت ترانسفورماتورهای معمولی دارند. همین‌طور نسبت بازده ولتاژ آن‌ها سه برابر ترانسفورهای معمولی است، اگرچه لازم به ذکر است که خرید ترانسفورماتور معمولی هزینه بالاتری را برای افراد دارند و درعین‌حال مزیت‌های اتو ترانسفورماتور به نسبت ترانسفورماتورهای معمولی نیز بالاتر است.

همچنین در زمان خرید تابلو برق ساختمانی به این نکات توجه کنید تا بتوانید تجهیزات موردنظر خود را تهیه کنید، همین‌طور تفاوت قیمت این دو دستگاه در زمان خرید را مدنظر داشته باشید و بسته به بودجه و احتیاج خود انتخاب خود را انجام دهید.

مزیت‌های اتو ترانسفورماتور

• از میزان مس پایین‌ترین برای ساخت آن استفاده می‌کنند.
• هزینه نصب، بهره‌برداری و نگهداری پایین‌تری رادارند.
• بهره‌وری بالاتری نسبت به ترانسفورماتورهای معمولی دارند.
• تنظیم ولتاژ در آن‌ها بهتر از دستگاه‌های مشابه انجام می‌شود.
• خروجی ولتاژ قابل‌تغییر است و می‌توان در صورت احتیاج مقدار آن را کاهش یا افزایش داد.
• دارای تلفات کم‌تر در مقایسه با دیگر گزینه‌ها
• هزینه پایین‌تر
• بازدهی بالاتر

مقایسه کارکرد اتو ترانسفورماتور یا ترانسفورماتور معمولی

اتو ترانسفورماتورها که با اسم ترانس‌های صرفه‌ای نیز شناخته می‌شوند، وظیفه ایزوله کردن برای ما را انجام می‌دهند اما درروند انجام دادن این کار تفاوت‌هایی وجود دارد که در این بخش آن‌ها را بررسی می‌کنیم.

اتو ترانسفورماتورها برعکس ترانسفورماتورهای معمولی از یک سیم‌پیچ و یک هسته آهنی ساخته‌شده‌اند، اما مشابه ترانسفورماتورهای معمولی دارای ورودی و خروجی هستند. به تصویر پایین دقت کنید:

همان‌طور که در تصویر بالا دیدید، اتوترنسفورماتورها دارای یک سیم‌پیچ هستند که می‌توان به ورودی آن‌ها برق اعمال کرد و در خروجی از آن‌ها برق دریافت کرد. در اتو ترانس‌ها یک سر سیم، میان ورودی و خروجی مشترک است و یک‌رشته دیگر نیز به ورودی وصل شده است.

همچنین برای گرفتن خروجی نیز از بین سیم‌پیچ انشعاب را گرفته و به‌صورت یک‌رشته خارج می‌کنیم. همان‌طور که در شکل اتو ترانس بالا مشاهده می‌شود چند نقطه انشعاب گرفته‌شده است که نشان‌دهنده این مسئله است که در این نوع اتو ترانسفورماتور می‌توان خروجی‌های مختلف را دریافت کرد که به این نوع از ترانس‌ها، ترانس متغیر می‌گویند.

مزیت اتو ترانسفورماتور نسبت به ترانسفورماتور معمولی

• مصرف کم سیم
• پایین آوردن حجم هسته فلزی
• و درنهایت کوچک‌تر بودن اتو ترانسفورماتور با مشخصات ورودی و خروجی یکسان در مقابل ترانسفورماتورهای معمولی

معرفی کاربرد اتو ترانسفورماتور

در حالت معمول از اتو ترانسفورماتورها برای منتقل دادن قدرت استفاده می‌کنند تا از این طریق به دستگاه این امکان را بدهند تا در کلاس ولتاژ متفاوتی به کار خود ادامه دهد. برای مثال 132 کیلوولت به 66 کیلوولت برای توزیع برق استفاده می‌شود. همین‌طور کاربرد دیگر این دستگاه در صنعت و برای هماهنگی با ساختار ماشین‌آلات مشخص می‌شود.

از اتو ترانسفورماتور همین‌طور در سیستم‌های صوتی استفاده می‌شود. در اصل این دستگاه به اسپیکر و بلندگوهای کمک می‌کند تا با یک سیستم توزیع صوت با ولتاژ ثابت هماهنگ و سازگار شوند. همچنین برای سازگاری بین امپدانس‌های میکروفون که امپدانس کم‌تری رادارند و آمپلی‌فایر که دارای امپدانس بالاتری رادارند بسیار مناسب و کاربردی است.

از دیگر کاربردهای اتو ترانسفورماتورها می‌توان به خطوط راه‌آهن اشاره کرد. در نظر داشته باشید که برای اعمال قدرت و توان در قطار به‌طور عادی از جریان متناوب 25 کیلوولت استفاده می‌کنند. به‌منظور ایجاد فاصله بین نقاط منبع تغذیه از یک منبع تغذیه فاز برق اسپلیت استفاده می‌کنند که سیم سوم در فاز مخالف خارج از دسترسی کالکتور بالای قطار قرار دارد. یک اتو ترانسفورماتور سیم رابط را به‌قطار و منبع دو رسانا متصل می‌کند. مسائل ذکرشده باعث بالا بردن فاصله انتقال مورداستفاده، کم کردن تداخل‌های القایی به تجهیزات خارجی و کاهش هزینه می‌شود.

خلاصه کاربردهای اتو ترانسفورماتور

• به‌طور گسترده و زیاد در موتورهای القایی و سنکرون از آن‌ها استفاده می‌شود.
• تقریباً در همه تجهیزات برقی مورداستفاده قرار می‌گیرد.
• مدت‌زمان زیادی است که از آن در سیستم توزیع و انتقال برق استفاده می‌کنند.
• متصل کردن خطوط انتقال با اختلاف ولتاژ به نسبت کم
• جبران کردن افت ولتاژ در مدارهای فیدر طولانی که در آن‌ها ولتاژ یکسان بار بسیار مهم است برای مثال در سیستم‌های روشنایی فرودگاه‌ها برای برقراری یکنواخت شدت تابش لامپ‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد.
• مدیریت ولتاژ متغیر در آزمایشگاه
• تنظیم کردن ولتاژ خروجی در ترانسفورماتورها برای تثبیت ولتاژ سیستم در مقایسه با تغییرات بار

سخن پایانی

در این مقاله درباره اتو ترانسفورماتور یا اتو ترانس‌ها صحبت کردیم و عملکرد، ویژگی آن‌ها را بررسی کردیم و درنهایت با اتو ترانسفورماتورهای معمولی مقایسه کرده و کاربردهای مختلف آن را بررسی کردیم. همان‌طور که گفتیم این ماشین در تابلوهای برق ساختمانی نیز کاربرد خود را دارد و نوع و کیفیت آن می‌تواند بر روی عملکرد، کار و قیمت تابلوهای برق تأثیر بگذارد به همین دلیل حتماً در وهله اول از تابلو برق مناسبی استفاده کنید و بعدازآن اتو ترانسفورماتور خوبی را برای آن تهیه کنید. لازم به ذکر است که برای سفارش تابلو برق ساختمانی در تهران توصیه می‌کنیم از گروه فنی مهندسی پرشین تکنیک کمک بگیرید.

سوالات متداول درباره اتو ترانسفورماتور در تابلو برق

• آیا می توان میزان خروجی ولتاژ را در اتوترانسفورماتور تغییر داد؟

بله. میزان خروجی ولتاژ قابل تنظیم بوده و می توان آن را کاهش یا افزایش داد.

• کدام ترانسفورماتور برای سیستم های صوتی مناسب است؟

برای سیستم های صوتی، اسپیکر و بلندگو از اتوترانسفورماتور استفاده می شود.

• برای برقراری شدت تابش لامپ ها در فرودگاه ها چه کار باید کرد؟

می توان از اتوترانسقورماتور استفاده کرد.

• چرا باید از اتوترانسفورماتور استفاده کرد؟

از این وسیله باید برای کاهش یا افزایش میزان ولتاژ استفاده می شود.

• اتوترانسفورماتور ارزان تر است یا ترانسفورماتور معمولی؟

اتوترانسفورماتور هزینه کمتر و بازدهی بالاتری دارد.