اتوترانسفورماتور
اتوترانسفورماتور را میتوان به طور کل یک ترانس افزاینده یا کاهنده دانست. با اتوترانسفورماتورها در مصرف آهن و مس صرفه جویی می‌شود.شاید تا به حال به این موضوع فکر کردی که چطور میشه بین ولتاژهای مختلف به سرعت جابه‌جا بشیم (با اتوترانسفورماتور). ترانسفورماتورهای معمولی دارای دو سیم پیچ جداگانه هستند. اما در اتوترانسفورماتورها سیم پیچ فشار ضعیف حذف شده و به جای آن قسمتی از سیم پیچ فشار قوی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
به عبارت دیگر در این ترانسفورماتور فقط یک سیم پیچ وجود دارد که از دو قسمت تشکیل شده است. یک قسمت از سیم پیچ را میتوان سیم پیچ مشترک (موازی) و قسمت دیگر آن را سیم پیچی سری نامید.
اتوترانسفورماتور کاهنده ولتاژ
شکل زیرقسمتی از سیم‌پیچی که در موقع کار ترانسفورماتور کاهنده ولتاژ، به مصرف کننده وصل می‌شود و یا در ترانسفورماتور افزاینده ولتاژ، به شبکه متصل می‌شود، سیم پیچ مشترک (موازی) و قسمت دیگر سیم پیچی که در ترانسفورماتورهای افزاینده ولتاژ با بار سری می‌شود و یا در ترانسفورماتورهای کاهنده ولتاژ جریان اولیه را از خود عبور می‌دهد، سیم پیچ سری خواهد بود.
ترانسفورماتورهای کاهنده ولتاژ به اختصار ترانسفورماتور کاهنده و ترانسفورماتورهای افزاینده ولتاژ، ترانسفورماتور افزاینده نامیده می‌شوند.
سیم‌پیچی اتوترانس
در ترانسفورماتورها قسمتی از سیم پیچی را که به ولتاژ شبکه وصل می شود، میتوان سیم پیچ اولیه و قسمتی از سیم پیچ را که به دو سر بار وصل می‌شود ثانویه نامید. در اتو ترانسفورماتورهای کاهنده، ولتاژ خروجی قسمتی از ولتاژ خودالقایی در سیم پیچ اولیه خواهد بود. همچنین در اتو ترانسفورماتور افزاینده، ولتاژ خروجی از مجموعه ولتاژهای ناشی از خودالقایی در سیم پیچ اولیه و القایی در سیم پیچ سری تشکیل می شود.
از آنجا که سیم پیچ های اولیه و ثانویه این ترانسفورماتور از نظر الکتریکی به هم متصل هستند. به همین جهت از این ترانسها نمی توان به عنوان ترانسفورماتورهای حفاظتی استفاده کرد. حداکثر توانی را که میتوان از آن اخذ کرد، توان عبوری می‌نامند. در اتو ترانسفورماتور بخشی از توان خروجی از طریق جریان سیم پیچ اولیه به سیم پیچ ثانویه منتقل می‌شود. بخش دیگر آن از طریق کوپلینگ مغناطیسی هسته تامین می‌شود.
دیاگرام توازن توانها در اتوترانسفورماتور
برای عبور یک توان ثابت هر چه توان انتقالی توسط سیم پیچ بیشتر باشد، به همان مقدار توانی که از طریق هسته منتقل می‌شود، کمتر است. توانی که از طریق هسته منتقل می‌شود، توان تیپ (توان ساختمانی) نامیده می‌شود.
مقدار توان تیپ به مقدار ولتاژهای ورودی و خروجی ترانسفورماتور بستگی دارد.
هسته اتوترانس
در ترانسفورماتورها اندازه‌های هسته آهن بر مبنای قدرت انتقالی توسط هسته محاسبه می‌شود.
از آنجا که در ترانسفورماتورها قدرت انتقالی توسط هسته کم است، در نتیجه اندازه های هسته آهنی نیز کوچک شده و در مقدار آهن مصرفی صرفه‌جویی می‌شود. کم شدن آهن باعث کاهش تلفات آهنی نیز می‌شود. هر چه ولتاژهای ورودی و خروجی از نظر مقدار به هم نزدیکتر باشند، توان انتقالی توسط هسته کمتر می‌شود. به همین ترتیب مصرف آهن نیز پایین می‌آید.
از طرف دیگر جریانی که از قسمت مشترک سیم پیچ عبور می‌کند، تفاضل دو جریان ورودی و خروجی است. زیرا اگر جریان اولیه در قسمت مشترک سیم پیچ مثلا” به سمت پایین باشد، جریان ناشی از بار در همین سیم پیچ به سمت بالا خواهد بود. پس، از سیم پیچ مشترک جریان کمی عبور می‌کند و میتوان قطر این قسمت از سیم پیچ را کم انتخاب کرد. در این صورت در مصرف مس نیز صرفه جویی می‌شود.
میزان جریان‌های اتوترانسفورماتور
هر چه مقدار جریان های ورودی و خروجی به هم نزدیکتر باشد ( در صورت نزدیک بودن ولتاژهای ورودی و خروجی جریان ها نیز به هم نزدیک می شوند) در مصرف مس بیشتر صرفه‌جویی می‌شود و همچنین تلفات مسی نیز کاهش می‌یابد. ملاحظه می شود که در این ترانسفورماتورها در مصرف آهن و مس صرفه جویی زیادی می‌شود.
به همین دلیل است که این ترانسفورماتورها به ترانسفورماتورهای صرفه‌ای معروف هستند. از آنجا که تلفات آهن و مس در اتو ترانسفورماتورها پایین است، راندمان آن ها بسیار بالاست. به طوری که اتو ترانسفورماتورهای با اختلاف ولتاز ورودی و خروجی حدود %10 با راندمانی در حدود 99/8 % ساخته شده‌اند. به این ترتیب با تقریب مناسبی میتوان راندمان این ترانسفورماتورها را صددرصد فرض کرده و توان های ورودی و خروجی را برابر دانست.
از اتو ترانسفورماتورهای کوچک به عنوان ترانسفورماتور متغیر استفاده می‌کنند. هسته این نوع ترانسفورماتورها به صورت حلقه است
شکل هسته اتوترانسفورماتور
از اتو ترانسفورماتورها برای روشن کردن لامپ‌های گازی و همچنین به عنوان ترانسفورماتور متغیر برای راه اندازی موتورهای جریان متناوب و نیز تقویت کننده ولتاژ در منازل استفاده می شود.
همچنین از این ترانسفورماتورها در شبکه‌های فشار قوی به عنوان تنظیم کننده ولتاژ و نیز برای ارتباط خطوط مثلا 230KV به 400KV استفاده می‌کنند.
یکی از کاربردهای اتوترانسفورماتور را در زیر با یک ویدئو عالی باهم بررسی می‌کنیم.
