Автотрансформатор - электрический трансформатор, часть обмотки которого принадлежит одновременно первичной и вторичной цепям. При питании первичной обмотки АХ от сети переменного тока в сердечнике возбуждается магнитный поток, наводящий в ней противоэдс.

На участке gх, являющемся вторичной цепью, устанавливается напряжение, пропорциональное числу его витков. Ток вторичной цепи I2 проходит по участку ах, а ток первичной I1 – по всей обмотке АХ. При подключении нагрузки RН на часть обмотки АХ токи I1 и I2 имеют встречное направление, и поэтому по обмотке АХ будет проходить разность токов Iax = I1 – I2. Это позволяет выполнить обмотку АХ проводом меньшего сечения.

Автотрансформатор, изображенный на рис. а, — понижающий, так как W1 > W2. Если на обмотку ах подать входное напряжение, он станет повышающим, так как W2 < W1 . Автотрансформатор с изменяющимся коэффициентом трансформации может плавно регулировать напряжение от 0 до 1,1 Uвx. В трехфазных автотрансформаторах обмотки обычно соединяются звездой и имеют вывод на нейтральную точку (рис. в).

Рис. 1 Устройство автотрансформатора: а - понижающего, б - схема, в - трехфазного

В автотрансформаторе напряжение и ток в первичной и вторичной обмотках связаны такими же соотношениями, как и в трансформаторах, т.е. U2 /U1 = W2/W1 = K, где U2 и U1 – напряжения во вторичной и первичной обмотках; W2 и W1 – число витков в соответствующих обмотках; К – коэффициент трансформации.

Мощность, получаемая во вторичной обмотке (мощность автотрансформатора), будет P2 = Pат = U2I2.

В случае понижающего трансформатора I = I2 – I1 или I2 = I + I1.

Поэтому Рат = U2I2 = U2(I + I1) = U2I + U2I1.

Отсюда следует, что Рат состоит из двух слагаемых: мощности Рт = U2I, предаваемой на вторичную обмотку за счет трансформаторной (магнитной) связи между обеими цепями; мощности Рэ = U2I1, передаваемой из первичной обмотки во вторичную за счет одновременной электрической связи между обмотками.

Мощность Рт является той мощностью, на которую нужно рассчитывать автотрансформатор:

для понижающего Рт = Рат(1 – К),

для повышающего Рт = Рат(1 – 1/К).

Площадь поперечного сечения сердечника S = 1,2√Pт.

Число витков обмотки, приходящееся на 1 В напряжения, W0 = 45000/BH, где Н – магнитная индукция сердечника; В – намагничивающая сила.

Число витков каждой из обмоток W1 = WU1; 2 = WU2.

Обмотка автотрансформатора при длительной работе не должна нагреваться выше 65 градусов С. Во избежание этого плотность тока в проводе не должна превышать 2…2,2 А/1 мм² его сечения.

Диаметр провода вычисляется по формуле d = 0,8√I, где d – диаметр провода обмотки, мм; I – ток в соответствующей обмотке, А.

Ток, потребляемый автотрансформатором из сети, I1 = Рат/U1, ток нагрузки I2 = Рат/U2.

Справочник электрика