แรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ในเครือข่ายไฟฟ้าในรูปแบบที่เข้าสู่อพาร์ตเมนต์ไม่เหมาะสำหรับการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ เพื่อให้เป็นประเภทที่สะดวกสำหรับการจ่ายไฟให้กับเครื่องใช้ในครัวเรือน จำเป็นต้องใช้ตัวแปลงพิเศษที่เรียกว่าหม้อแปลงไฟฟ้า ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาสามารถลดค่าของแรงดันไฟให้เป็นค่าที่ต้องการแล้วแก้ไข
ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับหม้อแปลงไฟฟ้า
อุปกรณ์เหล่านี้มักใช้ในการแปลงกระแสไฟฟ้าเพื่อนำพลังงานที่ส่งผ่านสายไฟฟ้าแรงสูงไปสู่รูปแบบที่ยอมรับได้ สำหรับ "การถ่ายโอน" ในระยะทางไกล มีเพียงแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษเท่านั้นที่เหมาะสม ซึ่งกระแสอาจมีขนาดที่ยอมรับได้
หากคุณพยายามส่งพลังงานอย่างน้อยหนึ่งร้อยกิโลเมตรในรูปของแรงดันไฟฟ้าปกติที่ 380 โวลต์ จะต้องใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนหลายล้านแอมแปร์เพื่อส่งพลังงานที่ต้องการไปยังผู้บริโภค
ในการสลายคุณต้องมีลวดเกี่ยวกับความหนาของร่างกายมนุษย์ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติ ดังนั้นในด้านการผลิตไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือของหม้อแปลงไฟฟ้าอื่น (แบบขั้นบันได) มูลค่าของมันจึงเพิ่มขึ้นเป็น 110 kV ในรูปแบบนี้ไม่สามารถใช้การจ่ายไฟฟ้าสำหรับอาคารที่พักอาศัยและโรงงานผลิตได้ ดังนั้นหลังจากส่งผ่านวัตถุระเบิดในสถานีจ่ายไฟ 110 kV จะลดลงเหลือ 10 (6) kV
จากที่นี่ พวกเขาจะไปที่สถานีย่อยของหม้อแปลงไฟฟ้าในภูมิภาค ซึ่งในหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ในพื้นที่นั้น พวกเขาจะได้รับรูปแบบสุดท้ายที่ 380 (220) โวลต์ ด้วยค่าที่เป็นไปได้ดังกล่าว พลังงานจึงสามารถขนส่งได้อย่างง่ายดายผ่านสายเคเบิลใต้ดินหรือลวดฉนวนที่หุ้มตัวเองเหนือศีรษะไปยังผู้บริโภคปลายทาง ดังนั้นหม้อแปลงเฟสเดียวจึงมีบทบาทสำคัญในชีวิตมนุษย์
วัตถุประสงค์และอุปกรณ์
ความคุ้นเคยกับการออกแบบหม้อแปลงซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบหลักดังต่อไปนี้จะช่วยให้ได้แนวคิดที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น:
- แกนเฟอร์โรแมกเนติก
- ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิตั้งอยู่บนโครงหุ้มฉนวน
- ฝาครอบป้องกัน (องค์ประกอบนี้ไม่มีในบางรุ่น)
ในบางตัวอย่าง จะใช้เหล็กไฟฟ้าหรือเพอร์มัลลอยแทนเฟอร์โรแมกเนท การเลือกใช้วัสดุหลักบางประเภทขึ้นอยู่กับพื้นที่ใช้งานของผลิตภัณฑ์
หลักการทำงาน
หลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียวเป็นไปตามกฎหมายโดยที่สนามไฟฟ้ากระแสสลับสลับกันที่ทำหน้าที่ในวงรอบทำให้เกิด EMF ในตัวนำที่อยู่ใกล้เคียง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่ากฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ ซึ่งเป็นคนแรกที่ค้นพบผลกระทบที่น่าสนใจนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทฤษฎีทั้งหมดซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าและชุดประกอบที่ทันสมัยที่สุด
บทบัญญัติหลัก:
- เมื่อกระแสไหลผ่านวงลวดจะเกิดฟลักซ์แม่เหล็กขึ้นรอบ ๆ โดยจับลูปเดียวกันทั้งหมดที่อยู่ใกล้เคียง
- ภายใต้อิทธิพลของกระแสนี้ EMF ถูกเหนี่ยวนำให้เกิดซึ่งในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นพร้อมกับสนามเดิม
- เมื่อมีเฟอร์โรแม่เหล็กอยู่ในนั้น ผลของเอฟเฟกต์นี้จะเพิ่มขึ้น
หลักการทั้งหมดเหล่านี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของผลิตภัณฑ์หม้อแปลงไฟฟ้าสมัยใหม่ เมื่อเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิของโหลดวงจรการทำงานจะถูกปิดและพลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังผู้บริโภคโดยแทบไม่มีการสูญเสีย
โหมดการทำงาน
- สิ่งที่เรียกว่า "ว่าง";
- โหมดโหลด
เมื่อไม่ได้ใช้งาน อุปกรณ์จะทำงานโดยไม่มีโหลดและใช้พลังงานขั้นต่ำที่กระจายไปในขดลวดปฐมภูมิเท่านั้น กระแสในนั้นยังน้อยที่สุดและมักจะไม่เกิน 3-10% ของค่าที่สังเกตได้จากโหลดที่เชื่อมต่อ ในกรณีที่สอง กระแสเริ่มไหลในการหมุนของขดลวดทุติยภูมิ ซึ่งค่านั้นจะแปรผกผันกับจำนวนรอบในขดลวด
ในหม้อแปลงแบบสเต็ปดาวน์ แรงดันไฟฟ้าจะต่ำกว่าและกระแสไฟจะสูงขึ้น ในโหมดนี้ กำลังจะถูกถ่ายโอนไปยังโหลดโดยคำนึงถึงการกระจายความร้อนในแกนหม้อแปลง
การตั้งค่าหลัก
เมื่อพิจารณาพารามิเตอร์ของตัวแปลงแรงดันและกระแส สิ่งสำคัญคือต้องสังเกตอัตราส่วนการแปลง k ซึ่งกำหนดเป็น I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k โดยที่ w2 และ w1 คือจำนวนรอบในขดลวดทุติยภูมิและขดลวดปฐมภูมิตามลำดับ นอกจากนี้ยังคำนึงถึงลักษณะเช่นขนาดของหน้าต่างหลักที่มีขดลวดอยู่ด้วย
พารามิเตอร์อีกตัวหนึ่งที่แสดงลักษณะคุณสมบัติการถ่ายโอนแรงดันไฟฟ้าของหม้อแปลงสองขดลวดแบบเฟสเดียวคืออัตราส่วนการแปลงเดียวกัน k ซึ่งค่าสำหรับอุปกรณ์แบบสเต็ปดาวน์น้อยกว่า 1 และในทางกลับกัน ถ้า k> 1 ผลิตภัณฑ์นี้คือ หม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพ ในกรณีที่ไม่มีการสูญเสียในสายไฟของขดลวดและการกระจายของฟลักซ์ การคำนวณตัวบ่งชี้นี้ง่ายมาก วิธีนี้สะดวกที่สุดในการใช้อัลกอริธึมการคำนวณอย่างง่าย: k = U2 / U1 หากมีขดลวดทุติยภูมิหลายเส้น ควรกำหนดพารามิเตอร์ที่ระบุสำหรับแต่ละขดลวดแยกกัน
ประเภทของหม้อแปลงและการใช้งาน
ตามลักษณะการออกแบบของแกนกลาง ตัวอย่างที่รู้จักของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียวจะแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์แบบแท่ง แหวน และผลิตภัณฑ์หุ้มเกราะ ตามรูปแบบของวงจรแม่เหล็กที่ใช้ในพวกมันสามารถ:
- รูปตัว W;
- วงแหวน;
- รูปตัวยู
แต่ละแบบฟอร์มเหล่านี้เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์เฉพาะที่เกี่ยวข้องกับความต้องการเพื่อให้ได้ลักษณะการถ่ายโอนที่ระบุ
ตามค่าสูงสุดของคัปปลิ้งแม่เหล็ก (MC) ที่ทำได้ หม้อแปลงจะถูกแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์ที่มีปฏิสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งปานกลางและอ่อนแอ ลักษณะเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการออกแบบตัวผลิตภัณฑ์และประเภทของแกนกลางของผลิตภัณฑ์
ความต้องการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียวในพื้นที่เหล่านั้นซึ่งจำเป็นต้องจับคู่วงจรไฟฟ้าสองวงจรด้วยการแยกไฟฟ้าของแต่ละวงจร
การทำงานของผลิตภัณฑ์
เมื่อใช้งานอุปกรณ์แปลงไฟแบบเฟสเดียว จะต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษกับการจัดการอย่างปลอดภัย ซึ่งอธิบายได้จากไฟฟ้าแรงสูงที่มีอยู่ในขดลวดปฐมภูมิ สิ่งสำคัญคือต้องพิจารณาประเด็นต่อไปนี้เกี่ยวกับกฎสำหรับการติดตั้งและรวมถึงหม้อแปลงไฟฟ้าในวงจรไฟฟ้า:
- เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวของขดลวด (ความเหนื่อยหน่าย) วงจรทุติยภูมิควรได้รับการปกป้องจากการลัดวงจร
- การตรวจสอบสภาพความร้อนของแกนกลางและขดลวดเป็นสิ่งสำคัญ และหากจำเป็น ให้เตรียมการระบายความร้อน
การดูแลหม้อแปลงไฟฟ้าแบบเฟสเดียวจะลดลงเป็นขั้นตอนมาตรฐานซึ่งกำหนดโดยข้อกำหนดของข้อบังคับปัจจุบัน
