Без трансформаторов просто невозможно представить работу любого предприятия, они прочно вошли в наш быт и нашу жизнь. Конструкторы и разработчики-электротехники разрабатывают новые конструкции трансформаторов с применением новых электротехнических материалов, добиваясь снижения потерь при трансформации напряжения и повышения КПД.
Еще в давнее время физики обратили внимание на тот факт, что при небольших коэффициентах трансформации гораздо эффективнее применение принципа автотрансформации по сравнению с обычным принципом работы трансформаторов. Современный автотрансформатор представляют собой электротехническое устройство, имеющий в отличие от обычных трансформаторов, всего лишь одну обмотку, часть которой является одновременно первичной и вторичной обмоткой. В результате такого принципа входное и выходное напряжение имеют между собой не только магнитную, но и электрическую связь, снижая при этом потери электроэнергии до минимума. В зависимости от назначения автотрансформаторы выпускаются однофазными и трехфазными.
Автотрансформаторы нашли самое широкое применение в электротехнике, промышленности, различных мастерских и лабораториях, а также в быту, всюду, где нужно устойчивое с минимальными колебаниями напряжение электрического тока при определенных скачках входного напряжения. В качестве иллюстрации можно привести следующий пример. Люди старшего поколения помнят, что отечественные телевизоры, особенно цветные, были очень чувствительных к перепадам напряжения, поэтому их включение осуществлялось через автотрансформаторы, а позже через автостабилизаторы напряжения.
В энергетике автотрансформаторы широко применяются в высоковольтных сетях для связи между энергетическими системами с соседними значениями напряжений – к примеру 110 и 220 тысяч вольт, 220 и 500 тысяч вольт, 330 или 500 и 750 тысяч вольт. Мощность силовых автотрансформаторов при этом может достигать многих сотен мегавольт-ампер. В трехфазных сетях применяются трехфазные автотрансформаторы, обмотки которых соединены в звезду или треугольник, наиболее распространены соединение в звезду, при этом нулевая точка либо заземляется, либо присоединяется к нейтральному проводу. В промышленности автотрансформаторы применяются прежде всего при пуске синхронных и асинхронных электродвигателей переменного тока.
Преимуществами автотрансформаторов по сравнению с двухобмоточными трансформаторами при одинаковой полезной мощности являются существенно меньшие потери электроэнергии, а следовательно и выше их КПД, а также меньшие изменения выходных напряжений при изменениях нагрузок и меньший расход активных материалов и следовательно автотрансформаторы имеют значительно меньшие размеры и массу. Многие электротехнические компании предлагают потребителям широкий выбор различных по назначению и конструкции автотрансформаторов.
Вместе с тем, при безусловных своих преимуществах автотрансформаторы не лишены, к сожалению, и серьезных недостатков и прежде всего при их эксплуатации. В связи с тем, что цепь вторичного пониженного напряжения имеет электрическую связь с первичным повышенным напряжением, для нее требуется более высокая степень изоляции. Кроме того не исключается проникновение во вторичную цепь пониженного напряжения всякого рода перенапряжения в первичной цепи. Вообще любые электротехнические устройства, агрегаты и приборы требуют внимательного профессионального обращения с ними, потому что электрический ток является потенциально опасным для человека и не прощает ошибок, небрежного или халатного отношения.