Если обмотки НН намотать встречно обмоткам ВН или, что то же самое, изменить обозначения начал и концов фаз НН, то фазные ЭДС обмоток ВН и НН будут направлены встречно. Если при этом изменять обозначения зажимов обмоток НН, то можно получить группы 6, 10 и 2.

Рис. I.I3. Схемы соединения обмоток и векторные диаграммы для трансформаторов: а) группы 0; б) группы 4

При соединении обмоток треугольником линейные ЭДС совпадают с фазными, при соединении звездой линейные ЭДС смещены на 30° по фазе относительно фазных ЭДС. Поэтому для схемы, на рис. 1.14 линейные ЭДС обмоток ВН и НН смещены на 330°, т. е. мы получили группу 11. При круговом смещении зажимов для встречного и согласного направления намоток обмоток ВН и НН можно получить любую нечетную группу 1, 3, 5, 7, 9, 11.

В СССР стандартными группами являются О и П.

Рис. 1.14. Схемы соединения обмоток и векторные диа-

гоаммы пля тпянггЬппмятппя rnvrrnw 111

в стандартных группах обмотки ВН соединяются по схеме звезда для уменьшения фазной ЭДС. Разная ЭДС при соединении обмоток по схеме Y в У 3 меньше, чем при соединении по схеме Л. Поэтому при соединении обмоток по схеме Y обмотки имеют меньшее число витков и проще их изоляция.

Обмотки НН преимущественно соединяют в А, так как эта схема значительно менее чувствительна к несимметрии нагрузок.

Достоинством схемы звезда с выведенной нейтральной точкой является получение двух различных напряжений при четырехпро-водной сети.

При симметричной нагрузке схемы за.мещения и векторные диаграммы каждой фазы трехфазного трансформатора одинаковы и имеют тот же вид, что и у однофазного трансформатора. Поэтому полученные ранее выражения могут быть применены как к однофазным, так и к трехфазным трансформаторам. Однако в последнем случае в выражения необходимо подставлять фазные токи, напряжения и мощности.

1.6. АВТОТРАНСФОРМАТОРЫ

Конструктивно автотрансформатор подобен трансформатору: на стальном магнитопроводе помещаются две обмотки, выполненные из проводников различного поперечного сечения. Конец одной обмотки электрически соединяется с па- 0-чалом другой так, что две последовательно соединенные обмотки образуют общую обмотку ВН. Обмоткой НН, являющейся частью обмотки ВН, служит одна из двух обмоток автотрансформатора. Таким образом, между обмотками высшего и низшего напряжения автотрансформатора имеется не только магнитная, но и электрическая связь.

Рассмотрим рис. 1.15. Первичное на-

пряжение подведено к заж'имам Л-Хпер- Прннципиаль-

пая схема автотрансфор-

вичнои обмотки с числом витков Wi. матора

Вторичной обмоткой является часть первичной а-X с числом витков Wz. При холостом ходе (/2 = 0), пренебрегая падением напряжения в сопротивлениях первичной обмотки, можно записать уравнения равновесия ЭДС для первичной и вторичной обмоток в следующем виде:

1 £i = 4.44 ш^/Ф = = 4,44 ш,/Ф^.

Отношение напряжений первичной и вторичной обмоток при холосто.м ходе называют коэффициентом трансформации автотрансформатора, т. е. lJilllzoWilwz=n.

Если ко вторичной обмотке подключить нагрузку, то по части обмотки Аа с числом витков (Wi-Wz) будет протекать ток h, а

по части витков ©2, общей для первичной и вторичной обмоток автотрансформатора, - ток ii.;, равный геометрической разности токов h и h (рис. 1.15), т. е. Iiz=ii-h.

При холостом ходе напряженность магнитного поля в сердечнике автотрансформатора создается НС - ioWi; при нагрузке автотрансформатора напряженность магнитного поля создается НС части обмотки Аа - iiftwi-Шг) и НС части обмотки aX - iiz(Wi). Если считать, что амплитуда магнитного потока в сердечнике при холостом ходе и для нагруженного автотрансформатора неизменна, то напряженность магнитного поля при нагрузке в любой момент времени должна быть равна напряженности поля при холо- стом ходе. Следовательно, для автотрансформатора можно запи-<;ать уравнение равновесия НС в следующем виде:

/ /,(l--l/rt)-f/j2.1/n = /o.

Для автотрансформатора это уравнение тем более справедливо, так как равенство lJi=-£1 для них выполняется с большей точностью, по сравнению с трансформаторами той же мощности, как будет показано дальше.

Если пренебречь током холостого хода в силу малости, то из уравнения равновесия НС выражение для тока hz в общей части обмотки аХ можно представить в следующем виде: /12=-h(n-1).

В понижающем автотрансформаторе ( >!) ток hz направлен встречно току h. В повышающем автотрансформаторе ток /12 совпадает по фазе с током h. Ток /12 тем меньше, чем ближе коэффициент трансформации к единице.

Если пренебречь током холостого хода (/о==0), то ток вторичной цепи /2 отличается от тока, потребляемого от источника питания h в коэффициент трансформации раз

Таким образом, основные соотношения трансформатора справедливы для автотрансформаторов.

Достоинством автотрансформатора по сравнению с трансфор- маторо.м той же мощности является меньший расход активных материалов - стали и обмоточного провода, меньшие потери энергии, более высокий КПД и коэффициент мощности, меньшее изменение напряжения при изменениях нагрузки.

Полная мощность, потребляемая автотрансформатором от источника питания SiUJiEJi, передается в нагрузку как электромагнитным полем 5эм, за счет магнитной связи между обмотками Аа и аХ, так и электрически З^л, за счет электрического соеди- ения источника питания и нагрузки. Согласно закону сохранения