Peak transformer - prinsipyo ng pagpapatakbo, aparato, layunin at aplikasyon

Mayroong isang espesyal na uri ng de-koryenteng transpormer na tinatawag na peak transpormer. Ang ganitong uri ng transpormer ay nagko-convert ng sinusoidal na boltahe na inilapat sa pangunahing paikot-ikot nito sa mga pulso ng iba't ibang polarity at ang parehong dalas ng pangunahing sinusoidal boltahe… Ang sine wave ay pinapakain dito sa primary winding at ang mga pulso ay tinanggal mula sa pangalawang winding ng peak transformer.

Ang mga peak transformer ay ginagamit sa ilang mga kaso upang kontrolin ang mga gas discharge device gaya ng mga thyratron at mercury rectifier, gayundin para makontrol ang mga semiconductor thyristor at para sa ilang iba pang espesyal na layunin.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng peak transpormer

Ang pagpapatakbo ng peak transpormer ay batay sa kababalaghan ng magnetic saturation ng ferromagnetic material ng core nito. Ang konklusyon ay ang halaga ng magnetic induction B sa magnetized ferromagnetic core ng transpormer ay nonlinearly depende sa lakas ng magnetizing field H ng ibinigay na ferromagnet.

Kaya, sa mababang halaga ng magnetizing field H - ang induction B sa core ay mabilis at halos linearly na tumataas, ngunit mas malaki ang magnetizing field H, mas mabagal ang induction B sa core ay patuloy na lumalaki.

At sa kalaunan, na may sapat na malakas na magnetizing field, ang induction B ay halos humihinto sa pagtaas, kahit na ang intensity H ng magnetizing field ay patuloy na tumataas. Ang nonlinear dependence na ito ng B sa H ay nailalarawan sa tinatawag na hysteresis circuit.

Alam na ang magnetic flux F, ang pagbabago kung saan nagiging sanhi ng induction ng EMF sa pangalawang winding ng transpormer, ay katumbas ng produkto ng induction B sa core ng winding na ito ng cross-sectional area S ng paikot-ikot na core.

Kaya, alinsunod sa batas ng electromagnetic induction ng Faraday, ang EMF E2 sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer ay lumalabas na proporsyonal sa rate ng pagbabago ng magnetic flux F na tumagos sa pangalawang paikot-ikot at ang bilang ng mga pagliko w sa loob nito.

Isinasaalang-alang ang parehong mga kadahilanan sa itaas, madaling maunawaan na may sapat na amplitude upang mababad ang ferromagnet sa mga agwat ng oras na naaayon sa mga taluktok ng sinusoid ng boltahe na inilapat sa pangunahing paikot-ikot ng peak transpormer, ang magnetic flux Φ sa loob nito ang halos hindi magbabago ang core sa mga sandaling ito.

Ngunit malapit lamang sa mga sandali ng mga paglipat ng sinusoid ng magnetizing field H hanggang zero, ang magnetic flux F sa core ay magbabago at medyo mabilis at mabilis (tingnan ang figure sa itaas).At ang mas makitid ang hysteresis loop ng core ng transpormer, mas malaki ang magnetic permeability nito, at mas mataas ang dalas ng boltahe na inilapat sa pangunahing paikot-ikot ng transpormer, mas malaki ang rate ng pagbabago ng magnetic flux sa mga sandaling ito.

Alinsunod dito, malapit sa mga sandali ng paglipat ng magnetic field ng core H hanggang zero, dahil ang bilis ng mga transition na ito ay mataas, ang mga maikling hugis-bell na pulse ng alternating polarity ay bubuo sa pangalawang paikot-ikot ng transpormer, dahil ang direksyon ng Ang pagbabago ng magnetic flux F na nagpapasimula sa mga pulso na ito ay nagpapalit din.

Peak transpormer device

Ang mga peak transformer ay maaaring gawin gamit ang magnetic shunt o may karagdagang risistor sa supply circuit ng pangunahing winding.

Ang solusyon na may isang risistor sa pangunahing circuit ay hindi gaanong naiiba mula sa isang klasikong transpormer... Dito lamang ang peak kasalukuyang sa pangunahing paikot-ikot (natupok sa mga pagitan kapag ang core ay pumasok sa saturation) ay limitado ng isang risistor. Sa pagdidisenyo ng naturang peaking transpormer, ginagabayan sila ng pangangailangan na magbigay ng malalim na saturation ng core sa mga taluktok ng kalahating alon ng sine wave.

Upang gawin ito, piliin ang naaangkop na mga parameter ng boltahe ng supply, ang halaga ng risistor, ang cross-section ng magnetic circuit at ang bilang ng mga liko sa pangunahing paikot-ikot ng transpormer. Upang gawing maikli ang mga pulso hangga't maaari, isang magnetically soft material na may katangian na mataas na magnetic permeability, halimbawa permaloid, ay ginagamit para sa produksyon ng magnetic circuit.

Ang amplitude ng natanggap na mga pulso ay direktang nakasalalay sa bilang ng mga pagliko sa pangalawang paikot-ikot ng natapos na transpormer. Ang pagkakaroon ng isang risistor, siyempre, ay nagdudulot ng makabuluhang pagkalugi ng aktibong kapangyarihan sa gayong disenyo, ngunit lubos nitong pinapadali ang disenyo ng core.

Ang isang peak current-limiting magnetic shunt transformer ay ginawa sa isang three-stage magnetic circuit, kung saan ang ikatlong rod ay pinaghihiwalay mula sa unang dalawang rods sa pamamagitan ng isang air gap, at ang una at pangalawang rod ay sarado sa isa't isa at nagdadala ng pangunahin at pangalawang windings.

Kapag ang magnetizing field H ay tumaas, ang closed magnetic circuit ay unang bumabad dahil ang magnetic resistance nito ay mas mababa. Sa karagdagang pagtaas sa magnetizing field, ang magnetic flux F ay sarado sa pamamagitan ng ikatlong rod - ang shunt, habang reaktibiti bahagyang tumataas ang circuit, na naglilimita sa kasalukuyang peak.

Kung ikukumpara sa isang disenyo na kinasasangkutan ng isang risistor, ang mga aktibong pagkalugi ay mas mababa dito, kahit na ang pangunahing konstruksyon ay lumalabas na medyo mas kumplikado.

Mga application na may mga peak transformer

Tulad ng naintindihan mo na, ang mga peak transformer ay kinakailangan upang makakuha ng mga maikling pulso ng sinusoidal alternating voltage. Ang mga pulso na nakuha ng pamamaraang ito ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang maikling oras ng pagtaas at pagbagsak, na ginagawang posible na gamitin ang mga ito upang makontrol ang mga electrodes, halimbawa, semiconductor thyristors, vacuum thyratrons, atbp.