Ang aparato at prinsipyo ng pagpapatakbo ng transpormer

Upang i-convert ang isang de-koryenteng boltahe ng isang magnitude sa isang de-koryenteng boltahe ng isa pang magnitude, iyon ay, upang i-convert ang elektrikal na enerhiya, gamitin mga de-koryenteng transformer.

Ang isang transpormer ay maaari lamang mag-convert ng alternating current sa alternating current, samakatuwid, upang makakuha ng direktang kasalukuyang, ang alternating current mula sa transpormer ay itinutuwid kung kinakailangan. Para sa layuning ito sila ay naglilingkod mga rectifier.

Sa isang paraan o iba pa, ang bawat transpormer (maging ito ay isang boltahe na transpormer, isang kasalukuyang transpormer o isang pulso transpormer) ay gumagana dahil sa hindi pangkaraniwang bagay ng electromagnetic induction, na nagpapakita ng sarili sa lahat ng kaluwalhatian nito nang tumpak sa alternating o pulse current.

Transformer device

Sa pinakasimpleng anyo nito, ang isang single-phase transpormer ay binubuo lamang ng tatlong pangunahing bahagi: isang ferromagnetic core (magnetic circuit), pati na rin ang pangunahin at pangalawang paikot-ikot. Sa prinsipyo, ang isang transpormer ay maaaring magkaroon ng higit sa dalawang windings, ngunit hindi bababa sa dalawa sa kanila. Sa ilang mga kaso, ang pag-andar ng pangalawang paikot-ikot ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng bahagi ng mga pagliko ng pangunahing paikot-ikot (tingnan ang Fig. mga uri ng mga transformer), ngunit ang mga ganitong solusyon ay medyo bihira kumpara sa mga karaniwan.

Ang pangunahing bahagi ng transpormer ay isang ferromagnetic core. Kapag gumagana ang transpormer, ang nagbabagong magnetic field ay nasa loob ng ferromagnetic core. Ang pinagmumulan ng nagbabagong magnetic field sa transpormer ay ang alternating current ng primary winding.

Transformer pangalawang paikot-ikot na boltahe

Ito ay kilala na ang bawat electric current ay sinamahan ng isang magnetic field; nang naaayon, ang isang alternating current ay sinamahan ng isang alternating (pagbabago sa magnitude at direksyon) magnetic field.

Kaya, sa pamamagitan ng pagbibigay ng alternating current sa pangunahing winding ng transpormer, nakakakuha tayo ng nagbabagong magnetic field ng pangunahing winding current. At kaya ang magnetic field ay pangunahing puro sa core ng transpormer, ang core na ito ay gawa sa isang materyal na may mataas na magnetic permeability, libu-libong beses na mas malaki kaysa sa hangin, kaya ang pangunahing bahagi ng magnetic flux ng pangunahing winding ay sarado nang eksakto sa loob ng core, hindi sa pamamagitan ng hangin.

Kaya, ang alternating magnetic field ng pangunahing winding ay puro sa dami ng transpormer core, na gawa sa transpormer na bakal, ferrite o iba pang angkop na materyal, depende sa dalas ng pagpapatakbo at layunin ng isang partikular na transpormer.

Ang pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay matatagpuan sa isang karaniwang core kasama ang pangunahing paikot-ikot nito. Samakatuwid, ang alternating magnetic field ng primary winding ay tumagos din sa mga liko ng pangalawang winding.

A kababalaghan ng electromagnetic induction namamalagi lamang ito sa katotohanan na ang isang magnetic field na nag-iiba-iba ng oras ay nagiging sanhi ng pagbabago ng electric field sa espasyo sa paligid nito. At dahil may pangalawang coil wire sa puwang na ito sa paligid ng nagbabagong magnetic field, ang induced alternating electric field ay kumikilos sa mga charge carrier sa loob ng wire na ito.

Ang pagkilos ng electric field na ito ay nagdudulot ng EMF sa bawat pagliko ng pangalawang coil. Bilang resulta, lumilitaw ang isang alternating electric boltahe sa pagitan ng mga terminal ng pangalawang paikot-ikot. Kapag ang pangalawang paikot-ikot ng konektadong transpormer ay hindi na-load, ang transpormer ay walang laman.

Ang operasyon ng transpormer sa ilalim ng pagkarga

Kung ang isang tiyak na pagkarga ay konektado sa pangalawang paikot-ikot ng isang operating transpormer, ang isang kasalukuyang arises sa pamamagitan ng pagkarga sa buong pangalawang circuit ng transpormer.

Ang kasalukuyang ito ay bumubuo ng sarili nitong magnetic field, na, ayon sa batas ni Lenz, ay may direksyon na sumasalungat sa "sanhi na sanhi nito." Nangangahulugan ito na ang magnetic field ng kasalukuyang ng pangalawang paikot-ikot sa anumang sandali ng oras ay may posibilidad na bawasan ang pagtaas ng magnetic field ng pangunahing paikot-ikot o may posibilidad na suportahan ang magnetic field ng pangunahing paikot-ikot kapag ito ay bumababa, palagi itong tumuturo sa magnetic field. larangan ng pangunahing likid.

Kaya, kapag ang pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay na-load, ang isang likod na EMF ay nangyayari sa pangunahing paikot-ikot nito, na pinipilit ang pangunahing paikot-ikot ng transpormer na gumuhit ng mas maraming kasalukuyang mula sa supply network.

Salik ng pagbabago

Tinutukoy ng turns ratio ng pangunahing N1 at pangalawang N2 windings ng isang transpormer ang ratio sa pagitan ng input U1 at output U2 na boltahe nito at input I1 at output I2 na mga alon kapag ang transpormer ay tumatakbo sa ilalim ng pagkarga. Ang ratio na ito ay tinatawag ratio ng pagbabagong-anyo ng transpormer:

Ang transformation factor ay mas malaki kaysa sa isa kung ang transpormer ay ibinababa at mas mababa sa isa kung ang transpormer ay pinataas.

Transpormer ng boltahe

Ang boltahe na transpormer ay isang uri ng step-down na transpormer na idinisenyo upang galvanikong ihiwalay ang mga circuit na may mataas na boltahe mula sa mga circuit na mababa ang boltahe.

Karaniwan, pagdating sa mataas na boltahe, ang ibig nilang sabihin ay 6 kilovolts o higit pa (sa pangunahing paikot-ikot ng boltahe transpormer), at ang mababang boltahe ay nangangahulugang mga halaga sa pagkakasunud-sunod ng 100 volts (sa pangalawang paikot-ikot).

Ang ganitong transpormer ay ginagamit, bilang panuntunan, para sa mga layunin ng pagsukat… Bumababa ito, halimbawa, ang mataas na boltahe ng linya ng kuryente sa isang maginhawang mababang boltahe para sa pagsukat, habang nagagawa ring galvanically na ihiwalay ang pagsukat, proteksyon, control circuit mula sa high voltage circuit. Ang mga ganitong uri ng mga transformer ay karaniwang gumagana sa idle mode.

Talaga kahit ano ay maaaring tawaging isang boltahe transpormer power transpormerginagamit sa pag-convert ng elektrikal na enerhiya.

Kasalukuyang transpormer

Sa isang kasalukuyang transpormer, ang pangunahing paikot-ikot, na karaniwang binubuo lamang ng isang pagliko, ay konektado sa serye sa kasalukuyang source circuit. Ang pagliko na ito ay maaaring isang seksyon ng circuit wire kung saan kailangang sukatin ang kasalukuyang.

Ang wire ay ipinapasa lamang sa bintana ng transformer core at nagiging isang pagliko na ito—ang pagliko ng primary winding. Ang pangalawang paikot-ikot nito, na maraming pagliko, ay konektado sa isang aparatong pagsukat na may mababang panloob na resistensya.

Ang mga transformer ng ganitong uri ay ginagamit upang sukatin ang mga alternating kasalukuyang halaga sa mga circuit ng kuryente. Narito ang kasalukuyang at boltahe ng pangalawang paikot-ikot ay proporsyonal sa sinusukat na kasalukuyang ng pangunahing paikot-ikot (kasalukuyang circuit).

Ang mga kasalukuyang transformer ay malawakang ginagamit sa mga relay protection device para sa mga power system, samakatuwid mayroon silang mataas na katumpakan. Ginagawa nilang ligtas ang mga pagsukat, dahil mapagkakatiwalaan nilang ihiwalay ang circuit ng pagsukat mula sa pangunahing circuit (karaniwang mataas na boltahe - sampu at daan-daang kilovolts).

Pulse transpormer

Ang transpormer na ito ay idinisenyo upang i-convert ang isang pulse form ng kasalukuyang (boltahe). Ang mga maiikling pulso, kadalasang hugis-parihaba, na inilalapat sa pangunahing paikot-ikot nito ay ginagawang praktikal na gumagana ang transpormer sa mga lumilipas na kondisyon.

Ang ganitong mga transformer ay ginagamit sa mga converter ng boltahe ng pulso at iba pang mga aparato ng pulso, pati na rin sa mga pagkakaiba-iba ng mga transformer.

Ang paggamit ng mga pulse transformer ay nagbibigay-daan upang mabawasan ang bigat at gastos ng mga device kung saan ginagamit ang mga ito, dahil lamang sa tumaas na dalas ng conversion (sampu at daan-daang kilohertz) kumpara sa mga network transformer na tumatakbo sa dalas ng 50-60 Hz. Ang mga parihabang pulso, na ang oras ng pagtaas ay mas mababa kaysa sa tagal ng pulso mismo, ay kadalasang nababago na may mababang pagbaluktot.