Sähköverkon 220 voltin jännite muodossa, jossa se tulee huoneistoon, ei sovellu useimpien elektronisten laitteiden toimintaan. Jotta se olisi kätevä tyyppi kodinkoneiden virran saamiseksi, tarvitaan erityisiä muuntajia, joita kutsutaan muuntajiksi. Niiden avulla on mahdollista laskea syöttöjännitteen arvo haluttuun arvoon ja korjata se sitten.
Yleistä tietoa muuntajista
Muuntimina näitä laitteita käytetään perinteisesti suurjännitelinjojen kautta siirretyn tehon saattamiseksi hyväksyttävään muotoon. Suurten etäisyyksien "siirtoon" sopivat vain erittäin korkeat jännitteet, joilla virta voi olla hyväksyttävän suuruinen.
Jos yrität lähettää energiaa vähintään sadan kilometrin ajan tavallisen 380 voltin jännitteen muodossa, vaaditaan miljoonien ampeereiden virta tarvittavan tehon toimittamiseksi kuluttajalle.
Sen hajottamiseksi tarvitset ihmisen kehon paksuudeltaan langan, jota käytännössä on mahdotonta toteuttaa. Siksi sähköntuotantopuolella toisen (askelmuuntajan) avulla arvo nousee 110 kV: iin. Tässä muodossa on mahdotonta käyttää sähkönjakelua asuinrakennuksiin ja tuotantolaitoksiin. Siksi jakeluasemilla tapahtuvan räjähteiden toimittamisen jälkeen 110 kV pienenee arvoon 10 (6) kV.
Sieltä he menevät alueellisiin muuntajien sähköasemiin, joissa he saavat paikallisen alamuuntajamuuntajan lopullisen muodon 380 (220) volttia. Tällaisilla potentiaaliarvoilla energia voidaan kuljettaa helposti maanalaisen kaapelin tai itsekantavan eristävän johdon kautta loppukäyttäjälle. Siksi yksivaiheisella muuntajalla on tärkeä rooli ihmisen elämässä.
Tarkoitus ja laite
Seuraavista pääelementeistä koostuvan muuntajan suunnittelun tuntemus auttaa saamaan täydellisemmän idean:
- ferromagneettinen ydin;
- ensisijainen ja toissijainen kela, joka sijaitsee eristetyllä kehyksellä;
- suojakansi (tätä elementtiä ei ole saatavana joissakin malleissa).
Joissakin näytteissä ferromagneettien sijasta käytetään sähköterästä tai läpäisevää metalliseosta. Tietyn tyyppisen ydinmateriaalin valinta riippuu itse tuotteen käyttöalueesta.
Toimintaperiaate
Yksivaiheisen muuntajan toimintaperiaate perustuu lakiin, jonka mukaan silmukassa toimiva vaihteleva e / m-kenttä indusoi EMF: n läheisessä johtimessa. Ilmiötä kutsutaan Faradayn sähkömagneettisen induktion laiksi, joka löysi ensimmäisenä tämän mielenkiintoisen vaikutuksen. Sen perustelemiseksi tutkija kehitti kokonaisen teorian, joka muodosti perustan useimpien nykyaikaisten sähkölaitteiden ja kokoonpanojen toiminnalle.
Sen tärkeimmät säännökset:
- kun virta kulkee lankasilmukan läpi, sen ympärille muodostuu magneettivuo, joka vangitsee kaikki samat lähellä olevat silmukat;
- tämän virtauksen vaikutuksesta niihin indusoituu EMF, joka muutosten muodossa yhtyy alkuperäiseen kenttään;
- ferromagnetin läsnä ollessa siinä tämän vaikutuksen vaikutus paranee.
Kaikki nämä periaatteet ovat perusta modernin muuntajatuotteen toiminnalle. Kun se on kytketty kuorman toissijaiseen käämiin, työpiiri suljetaan ja energia siirtyy kuluttajalle melkein ilman häviöitä.
Toimintatilat
- niin kutsuttu "tyhjäkäynti";
- kuormitustila.
Tyhjäkäynnillä laite toimii ilman kuormaa ja kuluttaa vain primäärikäämityksessä hukkaan menevän minimitehon. Virta siinä on myös minimaalinen ja on yleensä enintään 3-10% liitetyllä kuormalla havaitusta arvosta. Toisessa tapauksessa sekundäärikäämityksen käännöksissä alkaa virrata virta, jonka arvo on kääntäen verrannollinen kelan kierrosten lukumäärään.
Pienennetyssä muuntajassa jännite on pienempi ja virta suurempi. Tässä tilassa teho siirretään kuormalle ottaen huomioon muuntajan sydämen lämmöntuotto.
Pääasetukset
Jännite- ja virtamuuntajien parametreja tarkasteltaessa on tärkeää huomioida muunnossuhde k, joka määritellään seuraavasti: I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Tässä w2 ja w1 ovat vastaavasti toissijaisten ja ensiökäämien kierrosten lukumäärä. Lisäksi otetaan huomioon sellaiset ominaisuudet kuin ydinikkunan koko, jossa kelat sijaitsevat.
Toinen parametri, joka kuvaa yksivaiheisen kaksikäämimuuntajan jännitteensiirto-ominaisuuksia, on sama muunnossuhde k, jonka arvo alaspäin suuntautuvalle laitteelle on alle 1. Ja päinvastoin, jos k> 1, tämä tuote on tehostava muuntaja. Jos käämin johdoissa ei ole häviöitä ja vuon hajoamista, tämän indikaattorin laskeminen on erittäin helppoa. Tätä varten on kätevintä käyttää yksinkertaista laskenta-algoritmia: k = U2 / U1. Jos toissijaisia käämiä on useita, määritetty parametri tulisi määrittää kullekin erikseen.
Muuntajien tyypit ja niiden käyttö
Ytimen suunnitteluominaisuuksien mukaan tunnetut yksivaiheisten muuntajien näytteet on jaettu tanko-, rengas- ja panssaroiduiksi tuotteiksi. Niissä käytetyn magneettipiirin muodon mukaan ne voivat olla:
- W-muotoinen;
- Toroidaalinen;
- U-muotoinen.
Jokainen näistä lomakkeista soveltuu tiettyihin tarkoituksiin, jotka liittyvät tarpeeseen saada määritetyt siirto-ominaisuudet.
Suurimman saavutettavan magneettikytkennän (MC) arvon mukaan muuntajat on jaettu tuotteisiin, joilla on vahva, keskitasoinen ja heikko vuorovaikutus. Nämä ominaisuudet riippuvat suurelta osin itse tuotteen suunnittelusta ja sen ytimen tyypistä.
Yksivaiheinen muuntaja on kysytty niillä alueilla, joissa on tarpeen sovittaa kaksi virtapiiriä niiden kummankin sähköeristyksen kanssa.
Tuotteiden käyttö
Yksivaiheisia muuntolaitteita käytettäessä kiinnitetään erityistä huomiota niiden turvalliseen käsittelyyn, mikä selitetään ensiökäämeissä olevalla suurjännitteellä. On myös tärkeää ottaa huomioon seuraavat kohdat, jotka koskevat muuntajien asentamista ja sisällyttämistä sähköpiireihin:
- käämien vikaantumisen (palamisen) välttämiseksi toissijaiset piirit tulisi suojata oikosululta;
- on tärkeää seurata ytimen ja käämien lämpöolosuhteita ja tarvittaessa huolehtia niiden jäähdytyksestä.
Yksivaiheisen muuntajan hoito on vähentynyt vakiomenettelyiksi, joista säädetään voimassa olevien säännösten säännöksissä.
