Η τάση των 220 βολτ στο ηλεκτρικό δίκτυο με τη μορφή που μπαίνει στο διαμέρισμα είναι ακατάλληλη για τη λειτουργία των περισσότερων ηλεκτρονικών συσκευών. Για να το φέρετε σε έναν βολικό τύπο για την τροφοδοσία οικιακών συσκευών, απαιτούνται ειδικοί μετατροπείς, που ονομάζονται μετασχηματιστές. Με τη βοήθειά τους, είναι δυνατό να μειωθεί η τιμή της τάσης τροφοδοσίας στην επιθυμητή τιμή και, στη συνέχεια, να διορθωθεί.
Γενικές πληροφορίες για μετασχηματιστές
Ως μετατροπείς, αυτές οι συσκευές χρησιμοποιούνται παραδοσιακά για να μεταφέρουν την ισχύ που μεταδίδεται μέσω γραμμών υψηλής τάσης σε αποδεκτή μορφή. Για "μεταφορά" σε μεγάλες αποστάσεις, είναι κατάλληλες μόνο εξαιρετικά υψηλές τάσεις, στις οποίες το ρεύμα μπορεί να είναι αποδεκτού μεγέθους.
Εάν προσπαθήσετε να μεταδώσετε ενέργεια για τουλάχιστον εκατό χιλιόμετρα με τη μορφή της συνηθισμένης τάσης των 380 Volt, θα χρειαστεί ένα ρεύμα εκατομμυρίων Αμπέρ για την παροχή της απαιτούμενης ισχύος στον καταναλωτή.
Για να το διαλύσετε, χρειάζεστε ένα καλώδιο για το πάχος ενός ανθρώπινου σώματος, το οποίο είναι αδύνατο να εφαρμοστεί στην πράξη. Επομένως, από την πλευρά που παράγει ηλεκτρισμό, με τη βοήθεια ενός άλλου μετασχηματιστή (step-up), η τιμή του αυξάνεται στα 110 kV. Σε αυτήν τη μορφή, είναι αδύνατο να χρησιμοποιηθεί η διανομή ηλεκτρικής ενέργειας για κτίρια κατοικιών και εγκαταστάσεις παραγωγής. Επομένως, μετά την παράδοση μέσω εκρηκτικών σε σταθμούς διανομής, τα 110 kV μειώνονται σε 10 (6) kV.
Από εδώ πηγαίνουν στους περιφερειακούς υποσταθμούς μετασχηματιστών, όπου στον τοπικό μετασχηματιστή κατεβάζουν την τελική τους μορφή των 380 (220) Volts. Με τέτοιες πιθανές τιμές, η ενέργεια μπορεί εύκολα να μεταφερθεί μέσω ενός υπόγειου καλωδίου ή ενός αυτοσυντηρούμενου μονωμένου καλωδίου στον τελικό καταναλωτή. Επομένως, ένας μονοφασικός μετασχηματιστής παίζει σημαντικό ρόλο στην ανθρώπινη ζωή.
Σκοπός και συσκευή
Μια γνωριμία με το σχεδιασμό του μετασχηματιστή, που αποτελείται από τα ακόλουθα κύρια στοιχεία, θα βοηθήσει στην απόκτηση μιας πληρέστερης ιδέας:
- σιδηρομαγνητικός πυρήνας;
- πρωτεύον και δευτερεύον πηνίο που βρίσκεται σε μονωμένο πλαίσιο.
- προστατευτικό κάλυμμα (αυτό το στοιχείο δεν είναι διαθέσιμο σε ορισμένα μοντέλα).
Σε ορισμένα δείγματα, χρησιμοποιείται ηλεκτρικός χάλυβας ή permalloy αντί σιδηρομαγνητών. Η επιλογή ενός συγκεκριμένου τύπου βασικού υλικού εξαρτάται από την περιοχή χρήσης του ίδιου του προϊόντος.
Λειτουργική αρχή
Η αρχή λειτουργίας ενός μονοφασικού μετασχηματιστή βασίζεται στο νόμο, σύμφωνα με τον οποίο ένα εναλλασσόμενο πεδίο e / m που δρα σε έναν βρόχο προκαλεί ένα EMF σε έναν κοντινό αγωγό. Το φαινόμενο ονομάζεται νόμος ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday, ο οποίος ήταν ο πρώτος που ανακάλυψε αυτό το ενδιαφέρον αποτέλεσμα. Για να το τεκμηριώσει, ο επιστήμονας ανέπτυξε μια ολόκληρη θεωρία, η οποία αποτέλεσε τη βάση για τη λειτουργία των περισσότερων σύγχρονων ηλεκτρικών συσκευών και συναρμολογήσεων.
Οι κύριες διατάξεις του:
- όταν το ρεύμα διέρχεται μέσω ενός βρόχου σύρματος, σχηματίζεται μια μαγνητική ροή γύρω από αυτό, συλλαμβάνοντας όλους τους ίδιους βρόχους που βρίσκονται κοντά.
- υπό την επίδραση αυτής της ροής, προκαλείται ένα EMF, το οποίο υπό τη μορφή αλλαγών συμπίπτει με το αρχικό πεδίο.
- παρουσία σιδηρομαγνήτη σε αυτό, το αποτέλεσμα αυτού του αποτελέσματος ενισχύεται.
Όλες αυτές οι αρχές αποτελούν τη βάση για τη λειτουργία ενός σύγχρονου προϊόντος μετασχηματιστή. Όταν συνδέεται με τη δευτερεύουσα περιέλιξη του φορτίου, το κύκλωμα λειτουργίας είναι κλειστό και η ενέργεια μεταφέρεται στον καταναλωτή χωρίς σχεδόν απώλειες.
Τρόποι λειτουργίας
- το λεγόμενο "ρελαντί"?
- λειτουργία φόρτωσης.
Όταν είναι αδρανής, η συσκευή λειτουργεί χωρίς φορτίο και καταναλώνει ελάχιστη ισχύ που διασκορπίζεται μόνο στην πρωτεύουσα περιέλιξη. Το ρεύμα σε αυτό είναι επίσης ελάχιστο και συνήθως δεν υπερβαίνει το 3-10% της τιμής που παρατηρείται με το φορτίο συνδεδεμένο. Στη δεύτερη περίπτωση, ένα ρεύμα αρχίζει να ρέει στις στροφές της δευτερεύουσας περιέλιξης, η τιμή του οποίου είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον αριθμό των στροφών στο πηνίο.
Σε έναν μετασχηματιστή προς τα κάτω, η τάση είναι χαμηλότερη και το ρεύμα είναι υψηλότερο. Σε αυτήν τη λειτουργία, η ισχύς μεταφέρεται στο φορτίο λαμβάνοντας υπόψη την απαγωγή θερμότητας στον πυρήνα του μετασχηματιστή.
Κύριες ρυθμίσεις
Κατά την εξέταση των παραμέτρων των μετατροπέων τάσης και ρεύματος, είναι σημαντικό να σημειωθεί ο λόγος μετασχηματισμού k, οριζόμενος ως I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k. Εδώ τα w2 και w1 είναι ο αριθμός στροφών στις δευτερεύουσες και πρωτεύουσες περιελίξεις, αντίστοιχα. Επιπλέον, λαμβάνονται υπόψη χαρακτηριστικά όπως το μέγεθος του παραθύρου πυρήνα στο οποίο βρίσκονται τα πηνία.
Μια άλλη παράμετρος που χαρακτηρίζει τις ιδιότητες μεταφοράς τάσης ενός μονοφασικού μετασχηματιστή δύο περιελίξεων είναι ο ίδιος λόγος μετασχηματισμού k, η τιμή του οποίου για μια συσκευή υποβάθμισης είναι μικρότερη από 1. Και αντίστροφα, εάν k> 1, αυτό το προϊόν είναι ένας μετασχηματιστής ενίσχυσης. Ελλείψει απωλειών στα σύρματα των περιελίξεων και του διασκορπισμού ροής, είναι πολύ εύκολο να υπολογιστεί αυτός ο δείκτης. Για αυτό, είναι πιο βολικό να χρησιμοποιήσετε έναν απλό αλγόριθμο υπολογισμού: k = U2 / U1. Εάν υπάρχουν πολλές δευτερεύουσες περιελίξεις, η καθορισμένη παράμετρος πρέπει να προσδιορίζεται ξεχωριστά για καθεμία από αυτές.
Τύποι μετασχηματιστών και η εφαρμογή τους
Σύμφωνα με τα χαρακτηριστικά σχεδιασμού του πυρήνα, τα γνωστά δείγματα μονοφασικών μετασχηματιστών χωρίζονται σε ράβδο, δακτύλιο και θωρακισμένα προϊόντα. Σύμφωνα με τη μορφή του μαγνητικού κυκλώματος που χρησιμοποιείται σε αυτά, μπορούν να είναι:
- Σε σχήμα W;
- Τοροειδές;
- Σε σχήμα U
Κάθε μία από αυτές τις φόρμες είναι κατάλληλη για συγκεκριμένους σκοπούς που σχετίζονται με την ανάγκη απόκτησης των καθορισμένων χαρακτηριστικών μεταφοράς.
Σύμφωνα με την τιμή της μέγιστης εφικτής μαγνητικής ζεύξης (MC), οι μετασχηματιστές χωρίζονται σε προϊόντα με ισχυρές, μεσαίες και αδύναμες αλληλεπιδράσεις. Αυτά τα χαρακτηριστικά εξαρτώνται σε μεγάλο βαθμό από το σχεδιασμό του ίδιου του προϊόντος και τον τύπο του πυρήνα του.
Ένας μονοφασικός μετασχηματιστής είναι σε ζήτηση σε εκείνες τις περιοχές όπου είναι απαραίτητο να αντιστοιχίζονται δύο κυκλώματα ισχύος με ηλεκτρική απομόνωση καθενός από αυτά.
Λειτουργία προϊόντων
Όταν χειρίζεστε μονοφασικές συσκευές μετατροπής, δίνεται ιδιαίτερη προσοχή στον ασφαλή χειρισμό τους, κάτι που εξηγείται από την υψηλή τάση που υπάρχει στις πρωτεύουσες περιελίξεις. Είναι επίσης σημαντικό να ληφθούν υπόψη τα ακόλουθα σημεία σχετικά με τους κανόνες εγκατάστασης και συμπερίληψης μετασχηματιστών σε ηλεκτρικά κυκλώματα:
- Προκειμένου να αποφευχθεί η αποτυχία των περιελίξεων (εξάντληση), τα δευτερεύοντα κυκλώματα πρέπει να προστατεύονται από βραχυκύκλωμα.
- Είναι σημαντικό να παρακολουθείτε τις θερμικές συνθήκες του πυρήνα και των περιελίξεων και, εάν είναι απαραίτητο, να εξασφαλίζετε την ψύξη τους.
Η φροντίδα ενός μονοφασικού μετασχηματιστή περιορίζεται σε τυπικές διαδικασίες, οι οποίες προβλέπονται από τις διατάξεις των ισχυόντων κανονισμών.
