Автотрансформатор: максимальная кажущаяся мощность автотрансформатора | упражнение 5 - Видео 4/6

Описание: У нас есть 2 ответвителя напряжения с амплитудами Vs1 = 848,5 [Вмакс] и Vs2 = 169,7 [Вмакс] и обычный базовый трансформатор с кажущейся мощностью S = 12 [кВА] и коэффициентом трансформации n = 600/120.

Для питания нагрузки с напряжением 480 [Вэфф] этот трансформатор подключается двумя различными способами, через гнезда Vs1 и Vs2, чтобы получить автотрансформатор, способный обеспечить выходное напряжение с амплитудой около 680 [Вмакс]. Затем мы оцениваем максимальную кажущуюся мощность S_output, полученную на выходе автотрансформатора при 680 [Вмакс] или 480 [Вэфф], и сравниваем ее с мощностью обычного трансформатора, которая составляет 12 [KBA], чтобы определить, меньше, равна или больше 12 [кВА] мощности обычного трансформатора, выдаваемой автотрансформатором.

Мы видим, что два ответвителя напряжения Vs1 и Vs2 могут создавать одинаковое напряжение 480 [Вэфф] на выходе автотрансформатора, но мощность, доступная на выходе, не одинакова.
Примечание: для получения более подробной информации о направлении токов смотрите видеоролик под названием
{«Автотрансформатор, базовый трансформатор, подключенный как автотрансформатор | упражнение 4 - видео 1/3; 2/3 и видео 3/3» }.
_________________________________________________________________________________________________
Метод :

A) Подключение к источнику напряжения Vs2 :

A.1) Трансформатор подключен как автотрансформатор с первичной обмоткой к источнику напряжения Vs2.

A.2) Предполагается, что от источника Vs2 течет ток Io.

A.3) Iab течет из «a» в «b» в первичной обмотке автотрансформатора; Iad или Icd течет из «a» в «d» или из «c» в «d» во вторичной обмотке трансформатора.

A.4) Направления токов Io, Iab и Icd являются лишь предположениями. Необходимо предположить направление токов, чтобы нарисовать стрелку напряжения через каждый элемент цепи.

A.5) Стрелки Vs2 и Io направлены в одну сторону, так как Vs2 является источником или генератором напряжения.

A.6) По правилам трансформатора: два тока Iab и Icd выходят из опорных точек, поэтому эти точки отрицательны (или потенциалы в этих опорных точках ниже, чем на ножках). Начало стрелок напряжения V1 и V2 находится в точке, где потенциал ниже, а значит, V1 и V2 должны быть направлены на «C», которая также является общей точкой.

A.7) Напряжение Vs2 от источника встречается через первичную обмотку автотрансформатора, поэтому Vs2 и V1 равны по амплитуде и также находятся в фазе (0°).

A.8) Согласно правилу V2/V1 = + n, это означает, что V1 и V2 находятся в фазе, и, следовательно, фаза V2 также равна 0°.

A.9) Что касается просадки напряжения Vout, то она должна быть ориентирована так, чтобы векторная сумма Vout = V1 + V2 = 480[Вэфф]. Из этого следует, что Vout должно быть направлено вниз, т.е. Vout = Vbd. Значит, векторно путем вычитания: Vbd + V1 - V2 = 0 [Вэфф], или Vdb + 120 - 600 = 0, Vdb = 400 [Вэфф].

A.10) Теперь переведем расчетную схему в электрическую, чтобы лучше понять, как подключен автотрансформатор. Это схема, нарисованная чуть ниже расчетной схемы.

А.11) Используя максимально допустимую кажущуюся мощность, мы можем определить допустимые токи в двух обмотках (Iab и Icd).

A.12) Используя закон узлов и фазу двух токов (Iab и Icd), вычисляется ток Io.

A.13) Наконец, мы вычисляем реальную кажущуюся мощность на выходе автотрансформатора: S_auto_2 = 9,6 [кВА], что меньше, чем S = 12 [кВА].

A.14) Первый вывод: при Vs2 = 120 [Вэфф] мы можем получить на выходе Vout = 480 [Вэфф], но при этом кажущаяся мощность на выходе ухудшится.

Б) Тот же принцип и рассуждения, примененные к источнику Vs1, также приводят к выходному напряжению Vout = 480[Veff] и кажущейся выходной мощности S_auto_1 = 48 [кВА], т.е. 5*12 [кВА] = 48 [кВА].

C) Окончательный вывод:
При Vs1 или Vs2 мы получаем одно и то же выходное напряжение Vout = 480 [Вэфф], Vs1 и Vs2 изменяются в 5 раз, а S_auto_1 и S_auto_2 также изменяются в той же пропорции.