המתח של 220 וולט ברשת החשמל בצורה בה היא נכנסת לדירה אינו מתאים להפעלת מרבית המכשירים האלקטרוניים. כדי להביא אותו לסוג נוח להפעלת מכשירי חשמל ביתיים, נדרשים ממירים מיוחדים, הנקראים שנאים. בעזרתם ניתן להוריד את ערך מתח האספקה לערך הרצוי ואז לתקן אותו.
מידע כללי על שנאים
כממירים, מכשירים אלה משמשים באופן מסורתי להבאת הכוח המועבר על קווי מתח גבוה לצורה מקובלת. ל"העברה "למרחקים עצומים מתאימים רק מתחים גבוהים במיוחד, בהם הזרם יכול להיות בסדר מקובל.
אם תנסה להעביר אנרגיה למאה קילומטרים לפחות בצורה של המתח הרגיל של 380 וולט, זרם של מיליוני אמפר יידרש לספק את הכוח הנדרש לצרכן.
כדי להפיץ את זה, אתה צריך חוט על עובי גוף האדם, שבפועל אי אפשר ליישמו. לכן, בצד ייצור החשמל, בעזרת שנאי אחר (מעלה), ערכו עולה ל -110 קילו וולט. בצורה זו אי אפשר להשתמש בחלוקת החשמל לבנייני מגורים ומתקני ייצור. לכן, לאחר מסירה באמצעות חומרי נפץ בתחנות הפצה, 110 קילו-וולט מצטמצמים ל -10 (6) קילו-וולט.
מכאן הם עוברים לתחנות שנאי אזוריות, שם בשנאי הצעד המקומי הם רוכשים את צורתם הסופית של 380 (220) וולט. עם ערכים פוטנציאליים כאלה, ניתן להעביר אנרגיה בקלות דרך כבל תת קרקעי או חוט מבודד בעל תמיכה עצמית תקורה לצרכן הסופי. לכן, שנאי חד פאזי ממלא תפקיד חשוב בחיי האדם.
מטרה ומכשיר
היכרות עם תכנון השנאי, המורכב מהאלמנטים העיקריים הבאים, תעזור לקבל מושג שלם יותר:
- ליבה פרומגנטית;
- סליל ראשוני ומשני הממוקם על מסגרת מבודדת;
- כיסוי מגן (אלמנט זה אינו זמין בחלק מהדגמים).
בחלק מהדוגמאות משתמשים בפלדה חשמלית או פרמוג-סגסוג במקום פרומגנטים. הבחירה בסוג מסוים של חומר ליבה תלויה באזור השימוש במוצר עצמו.
עקרון הפעלה
עקרון הפעולה של שנאי חד פאזי מבוסס על החוק, לפיו שדה e / m מתחלף הפועל בלולאה גורם ל- EMF במוליך סמוך. התופעה נקראת חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי, שהיה הראשון שגילה את האפקט המעניין הזה. לשם ביסוסו, פיתח המדען תיאוריה שלמה, אשר היוותה את הבסיס להפעלת מכשירים חשמליים ומכלולים מודרניים ביותר.
הוראותיו העיקריות:
- כאשר הזרם עובר דרך לולאת חוט, נוצר שטף מגנטי סביבו, הלוכד את כל אותם לולאות הנמצאות בסמוך;
- בהשפעת זרימה זו, נגרם בהם EMF, שבצורת שינויים עולה בקנה אחד עם השדה המקורי;
- בנוכחות פרומגנט בתוכו, ההשפעה של השפעה זו מועצמת.
כל העקרונות הללו הם הבסיס להפעלת מוצר שנאי מודרני. כאשר הוא מחובר לסלילה המשנית של העומס, מעגל העבודה סגור, ואנרגיה מועברת לצרכן כמעט ללא הפסדים.
דרכי פעולה
- מה שמכונה "סרק";
- מצב טעינה.
כשהוא במצב סרק, המכשיר פועל ללא עומס וצורך מינימום כוח שמתפוגג רק בפיתול הראשוני. הזרם בו הוא גם מינימלי והוא בדרך כלל לא יותר מ 3-10% מהערך שנצפה עם העומס המחובר. במקרה השני, זרם מתחיל לזרום בסיבובי הסיבוב המשני, שערכו פרופורציונלי הפוך למספר הסיבובים בסליל.
בשנאי מדרגות, המתח נמוך יותר והזרם גבוה יותר. במצב זה, מועבר כוח לעומס תוך התחשבות בפיזור החום בליבת השנאי.
הגדרות ראשיות
כשבוחנים את הפרמטרים של ממירי המתח והזרם, חשוב לציין את יחס הטרנספורמציה k, המוגדר כ- I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. כאן w2 ו- w1 הם מספר הסיבובים בפיתולים המשניים והראשוניים, בהתאמה. בנוסף, מאפיינים כגון גודל חלון הליבה בו נמצאים הסלילים נלקחים בחשבון.
פרמטר נוסף המאפיין את מאפייני העברת המתח של שנאי דו-סלילי חד-פאזי הוא אותו יחס טרנספורמציה k, שערכו עבור מכשיר למטה הוא פחות מ- 1. ולהיפך, אם k> 1, מוצר זה הוא שנאי מדרגה. בהיעדר אובדן בחוטי הפיתולים ופיזור השטף, חישוב אינדיקטור זה הוא פשוט מאוד. לשם כך, הכי נוח להשתמש באלגוריתם חישוב פשוט: k = U2 / U1. אם ישנם מספר פיתולים משניים, יש לקבוע את הפרמטר שצוין עבור כל אחד מהם בנפרד.
סוגי שנאים ויישומם
על פי מאפייני העיצוב של הליבה, דגימות ידועות של שנאים חד פאזיים מחולקות למוצרי מוט, טבעת ומשוריינים. על פי צורת המעגל המגנטי המשמש בהם, הם יכולים להיות:
- בצורת W;
- טורואידלי;
- בצורת U.
כל אחד מהטפסים הללו מתאים למטרות ספציפיות הקשורות לצורך להשיג את מאפייני ההעברה שצוינו.
על פי הערך של צימוד מגנטי מקסימלי בר השגה (MC), השנאים מחולקים למוצרים עם אינטראקציה חזקה, בינונית וחלשה. מאפיינים אלה תלויים במידה רבה בעיצוב המוצר עצמו ובסוג הליבה שלו.
שנאי חד פאזי מבוקש באותם אזורים בהם יש צורך להתאים שני מעגלי הספק עם בידוד חשמלי של כל אחד מהם.
הפעלת מוצרים
בעת הפעלת מכשירי המרה חד פאזיים, תשומת לב מיוחדת מוקדשת לטיפול הבטוח שלהם, שמוסבר על ידי המתח הגבוה הקיים בפיתולים הראשוניים. חשוב גם לקחת בחשבון את הנקודות הבאות לגבי הכללים להתקנה ולכלול של שנאים במעגלים חשמליים:
- על מנת להימנע מכשל בפיתולים (שחיקה), יש להגן על המעגלים המשניים מפני קצר חשמלי;
- חשוב לעקוב אחר התנאים התרמיים של הליבה והפיתולים, ובמידת הצורך לדאוג לקירורם.
הטיפול בשנאי חד פאזי מצטמצם להליכים סטנדרטיים, אשר נקבעים על פי הוראות התקנות הנוכחיות.
