อุปกรณ์และหลักการทำงานของหม้อแปลงเฟสเดียว

แรงดันไฟฟ้า 220 โวลต์ในเครือข่ายไฟฟ้าในรูปแบบที่มันเข้าสู่อพาร์ทเม้นไม่เหมาะสมสำหรับการทำงานของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ ในการแปลงให้เป็นประเภทที่สะดวกในการเปิดเครื่องใช้ในครัวเรือนจำเป็นต้องมีตัวแปลงพิเศษที่เรียกว่าตัวแปลงไฟ ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขาเป็นไปได้ที่จะลดค่าของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้เป็นค่าที่ต้องการแล้วยืดมัน

ภาพรวมของหม้อแปลง

ในฐานะที่เป็นผู้แปลงอุปกรณ์เหล่านี้มักใช้เพื่อนำไปสู่รูปแบบที่ยอมรับได้ของพลังงานที่ส่งผ่านสายไฟฟ้าแรงสูง สำหรับ "การถ่ายโอน" ไปในระยะทางที่กว้างมีเพียงแรงดันไฟฟ้าสูงพิเศษที่เหมาะสมซึ่งกระแสสามารถมีค่าที่ยอมรับได้

หากคุณพยายามถ่ายโอนพลังงานอย่างน้อยร้อยกิโลเมตรในรูปแบบของแรงดันไฟฟ้าปกติที่ 380 โวลต์แอมป์จำนวนหนึ่งล้านกระแสจะต้องส่งมอบพลังงานที่ต้องการให้กับผู้บริโภค

สำหรับการกระจายของมันจำเป็นต้องมีลวดเกี่ยวกับความหนาของร่างกายมนุษย์ซึ่งในทางปฏิบัตินั้นเป็นไปไม่ได้ที่จะนำไปใช้ ดังนั้นที่ด้านข้างของการผลิตกระแสไฟฟ้าด้วยความช่วยเหลือของหม้อแปลงอื่น (การยกระดับ) ค่าของมันจะเพิ่มขึ้นเป็น 110 kV ในรูปแบบนี้เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้การจ่ายกระแสไฟฟ้าในอาคารที่อยู่อาศัยและโรงงานผลิต ดังนั้นหลังจากส่งผ่านวัตถุระเบิดในสถานีกระจาย 110 kV จะลดลงเหลือ 10 (6) kV

จากที่นี่พวกเขาไปที่สถานีไฟฟ้าย่อยของอำเภอซึ่งในหม้อแปลงแบบแยกขั้นตอนท้องถิ่นจะได้รับแบบฟอร์ม 380 (220) โวลต์ ด้วยค่าที่เป็นไปได้ดังกล่าวพลังงานสามารถขนส่งผ่านสายเคเบิลใต้ดินหรือสายอากาศ SIP ไปยังผู้บริโภคขั้นสุดท้ายได้อย่างง่ายดาย ดังนั้นหม้อแปลงเฟสเดียวจึงมีบทบาทอย่างมากในชีวิตมนุษย์

วัตถุประสงค์และอุปกรณ์

หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว 220 โวลท์ใด ๆ เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำงานได้เฉพาะในวงจรไฟฟ้ากระแสสลับ ด้วยความช่วยเหลือของมันแรงดันไฟฟ้าขาเข้าจะถูกแปลงเป็นค่าที่ต้องการ (ส่วนใหญ่จะลดลง) ในกรณีนี้กระแสที่ดึงออกมาจากขดลวดทุติยภูมิจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากกำลังส่งเกือบจะไม่มีการสูญเสีย ตามวัตถุประสงค์หลักของอุปกรณ์นี้คือการรับแรงดันไฟฟ้าที่จำเป็นสำหรับการแก้ปัญหาและใช้เพื่อวัตถุประสงค์เฉพาะ

ความคุ้นเคยกับการออกแบบของหม้อแปลงซึ่งประกอบด้วยองค์ประกอบหลักต่อไปนี้จะช่วยให้ได้ภาพที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้น:

• แกนทำจากวัสดุ ferromagnetic
• ขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิวางอยู่บนกรอบฉนวน
• ฝาครอบป้องกัน (องค์ประกอบนี้ขาดในหลายรุ่น)

ในตัวอย่างบางส่วนแทนที่จะใช้ ferromagnets จะใช้เหล็กไฟฟ้าหรือ permalloy การเลือกใช้วัสดุแกนเดี่ยวนั้นขึ้นอยู่กับพื้นที่การใช้งานของผลิตภัณฑ์นั้น ๆ

หลักการทำงาน

หลักการของการดำเนินงานของหม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียวนั้นเป็นไปตามกฎหมายตามที่สนามไฟฟ้าสลับที่ทำหน้าที่ในขดลวดทำให้เกิด EMF ในตัวนำที่อยู่ใกล้เคียง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่ากฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์ซึ่งเป็นคนแรกที่ค้นพบเอฟเฟกต์ที่น่าสนใจนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาทฤษฎีทั้งหมดขึ้นมาซึ่งเป็นพื้นฐานของการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าและชุดประกอบที่ทันสมัยที่สุด

บทบัญญัติหลัก:

• เมื่อกระแสไหลผ่านขดลวดจะเกิดฟลักซ์แม่เหล็กล้อมรอบจับรอบเดียวกันทั้งหมดที่อยู่ใกล้เคียง
• ภายใต้อิทธิพลของการไหลนี้ EMF ถูกเหนี่ยวนำในพวกเขาประจวบในรูปแบบของการเปลี่ยนแปลงกับสนามเริ่มต้น;
• ในที่ที่มีแม่เหล็กอยู่ภายในนั้นผลของเอฟเฟกต์นี้ก็จะดีขึ้น

หลักการทั้งหมดนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการทำงานของผลิตภัณฑ์หม้อแปลงไฟฟ้าที่ทันสมัย เมื่อเชื่อมต่อกับขดลวดทุติยภูมิของโหลดวงจรการทำงานจะปิดลงและพลังงานจะถูกส่งไปเกือบหมดโดยไม่สูญเสียไปยังผู้บริโภค

โหมดการทำงาน

เช่นเดียวกับอุปกรณ์แปลงใด ๆ หม้อแปลงมีสองโหมดการทำงาน:

• ที่เรียกว่า "ความเร็วรอบเดินเบา";
• โหมดโหลด

เมื่อไม่มีการใช้งานอุปกรณ์จะทำงานโดยไม่มีการโหลดและสิ้นเปลืองพลังงานขั้นต่ำในขดลวดหลักเท่านั้น กระแสไฟฟ้าในมันยังน้อยและมักจะไม่เกิน 3-10% ของค่าที่สังเกตได้กับโหลดที่เชื่อมต่อ ในกรณีที่สองกระแสเริ่มไหลในรอบของขดลวดทุติยภูมิค่าที่แปรผกผันกับจำนวนรอบในขดลวด

ในหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปดาวน์แรงดันไฟฟ้าในหม้อแปลงจะต่ำกว่าและมีกระแสไฟฟ้ามากกว่า ในโหมดนี้พลังงานจะถูกถ่ายโอนไปยังโหลดโดยคำนึงถึงการระบายความร้อนในแกนหม้อแปลง

พารามิเตอร์หลัก

เมื่อพิจารณาถึงพารามิเตอร์ของตัวแปลงแรงดันและกระแสไฟฟ้าสิ่งสำคัญคือต้องสังเกตค่าสัมประสิทธิ์การแปลง k ซึ่งกำหนดเป็น I1 / I2 = w2 / w1 = 1 / k ที่นี่ w2 และ w1 คือจำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิและขดลวดปฐมภูมิตามลำดับ นอกจากนี้ยังคำนึงถึงลักษณะเช่นขนาดของหน้าต่างหลักที่วางขดลวดไว้ด้วย

พารามิเตอร์อีกตัวหนึ่งที่แสดงคุณสมบัติการถ่ายโอนของหม้อแปลงแรงดันสองเฟสในขดลวดคือค่าสัมประสิทธิ์การแปลงเดียวกัน k ซึ่งค่าสำหรับอุปกรณ์ที่มีค่าน้อยกว่า 1 และในทางกลับกันถ้า k> 1 ผลิตภัณฑ์นี้เป็นหม้อแปลงที่เพิ่มขึ้น ในกรณีที่ไม่มีการสูญเสียในสายของขดลวดและการกระจายการไหลตัวบ่งชี้นี้ง่ายมากในการคำนวณ สำหรับสิ่งนี้จะสะดวกที่สุดในการใช้อัลกอริทึมการคำนวณอย่างง่าย: k = U2 / U1 หากมีขดลวดทุติยภูมิหลายอันพารามิเตอร์ที่ระบุควรถูกกำหนดสำหรับแต่ละขดลวดแยกกัน

ประเภทของหม้อแปลงและการประยุกต์

ตามคุณสมบัติการออกแบบของแกนตัวอย่างที่รู้จักกันดีของหม้อแปลงเฟสเดียวแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์แกนแหวนและเกราะ ตามรูปร่างของวงจรแม่เหล็กที่ใช้ในพวกเขาพวกเขาสามารถ:

• W-รูป;
• toroidal;
• รูปตัวยู

แต่ละรูปแบบเหล่านี้เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์บางอย่างที่เกี่ยวข้องกับความต้องการในการรับลักษณะการส่งผ่านที่ระบุ

ที่ใหญ่ที่สุดที่ประสบความสำเร็จหม้อแปลงแม่เหล็ก (MS) หม้อแปลงแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์ที่แข็งแกร่งกลางและอ่อนแอปฏิสัมพันธ์ ลักษณะเหล่านี้ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการออกแบบของผลิตภัณฑ์และประเภทของแกน

หม้อแปลงเฟสเดียวเป็นที่ต้องการในพื้นที่ที่มีความจำเป็นในการประสานงานวงจรไฟฟ้าสองวงจรกับการแยกไฟฟ้าของแต่ละวงจร

การดำเนินงานผลิตภัณฑ์

เมื่อใช้งานอุปกรณ์แปลงไฟแบบเฟสเดียวความสนใจเป็นพิเศษจะจ่ายให้กับการใช้งานที่ปลอดภัยซึ่งอธิบายโดยกระแสไฟฟ้าแรงสูงในขดลวดปฐมภูมิ นอกจากนี้ยังเป็นสิ่งสำคัญที่จะต้องพิจารณาประเด็นต่อไปนี้เกี่ยวกับการติดตั้งและการรวมของหม้อแปลงในวงจรไฟฟ้า:

• เพื่อหลีกเลี่ยงความล้มเหลวที่เกิดจากขดลวด (เหนื่อยหน่าย) ควรมีการป้องกันวงจรรองจากไฟฟ้าลัดวงจร
• มันเป็นสิ่งสำคัญในการตรวจสอบสภาพความร้อนของแกนกลางและขดลวดและหากจำเป็นต้องมีการระบายความร้อนของพวกเขา

การดูแลหม้อแปลงไฟฟ้าหนึ่งเฟสจะลดลงเป็นขั้นตอนมาตรฐานซึ่งกำหนดโดยข้อกำหนดของมาตรฐานปัจจุบัน