Vienfāzes transformators ir elektriska ierīce, kas pieņem vienfāzes maiņstrāva un izvada vienfāzes maiņstrāvu. To izmanto enerģijas sadalei ārpus pilsētām, jo kopējais pieprasījums un izmaksas ir zemākas nekā trīsfāzu sadales transformatoram. Tos izmanto kā pazeminošu transformatoru, lai samazinātu mājas spriegumu līdz piemērotai vērtībai, nemainot frekvenci. Šī iemesla dēļ tas parasti tiek izmantots jaudas elektronika ierīces dzīvesvietās. Šajā rakstā ir apskatīts vienfāzes transformatora pārskats.
Kas ir vienfāzes transformators?
Definīcija: TO transformators ir ierīce, kas pārveido magnētisko enerģiju elektriskajā enerģijā. Tas sastāv no divām elektriskām spolēm, kuras sauc par primāro tinumu un sekundāro tinumu. Galvenais tinumu transformators saņem enerģiju, bet sekundārais tinums - enerģiju. Magnētisko dzelzs ķēdi, ko sauc par “serdi”, parasti izmanto, lai apvilktu šīs spoles. Lai gan šīs divas spoles ir elektriski izolētas, tās ir magnētiski saistītas.
Elektriskā strāva, izejot caur transformatora primāro, rodas magnētiskais lauks, kas inducē spriegumu pāri transformatora sekundārajam. Pamatojoties uz pielietojuma veidu, vienfāzes transformatoru izmanto vai nu sprieguma palielināšanai, vai pazemināšanai izejā. Šis transformators parasti ir a jaudas transformators ar augstu efektivitāti un zemiem zaudējumiem. Vienfāzes transformatora diagramma ir parādīta zemāk.
vienfāzes transformators
Vienfāzes transformatora princips
Vienfāzes transformators darbojas pēc principa Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likums . Parasti savstarpēja indukcija starp primāro un sekundāro tinumu ir atbildīga par transformatora darbību elektriskajā transformatorā.
Vienfāzes transformatora darbība
Transformators ir statiska ierīce, kas vienā ķēdē pārraida elektrisko jaudu uz citu tās pašas frekvences ķēdi. Tas sastāv no primārajiem un sekundārajiem tinumiem. Šis transformators darbojas pēc savstarpējas induktivitātes principa.
Kad transformatora primārais ir savienots ar maiņstrāvas padevi, strāva plūst spolē un magnētiskā lauka uzkrāšanās. Šis nosacījums ir pazīstams kā savstarpēja induktivitāte, un strāvas plūsma atbilst Faradeja elektromagnētiskās indukcijas likumam. Palielinoties strāvai no nulles līdz maksimālajai vērtībai, magnētiskais lauks nostiprinās un tiek dots dɸ / dt.
Šis elektromagnēts veido magnētiskās spēka līnijas un izplešas uz āru no spoles, veidojot magnētiskās plūsmas ceļu. Šo magnētisko plūsmu saista abu tinumu pagriezieni. Kodolā radītā magnētiskā lauka stiprums ir atkarīgs no tinuma pagriezienu skaita un strāvas daudzuma. Magnētiskā plūsma un strāva ir tieši proporcionālas viena otrai.
vienfāzes transformatora darbība
Avots: Wikimedia
Kad plūsmas magnētiskās līnijas plūst ap serdi, tas iet caur sekundāro tinumu, izraisot spriegumu visā tajā. Faradejas likumu izmanto, lai noteiktu sekundārajā spolē inducēto spriegumu, un to izsaka:
N. dɸ / dt
kur,
‘N’ ir spoles pagriezienu skaits
Primārajā un sekundārajā tinumā frekvence ir vienāda.
Tādējādi mēs varam teikt, ka izraisītais spriegums abos tinumos ir vienāds, jo tā pati magnētiskā plūsma savieno abas spoles kopā. Arī kopējais izraisītais spriegums ir tieši proporcionāls pagriezienu skaitam spolē.
Pieņemsim, ka transformatora primārajai un sekundārajai tinumam katram ir viens pagrieziens. Pieņemot, ka nav zaudējumu, strāva plūst caur spoli, lai radītu magnētisko plūsmu un inducētu viena volta spriegumu pāri sekundārajam.
Maiņstrāvas padeves dēļ magnētiskā plūsma mainās sinusoidāli, un to nodrošina
ɸ = ɸmaksBez ωt
Attiecību starp inducēto emf, E N pagriezienu spoles tinumos dod,
E = N (d∅) / dt
E = N * ω * ɸmakscosωtφ
Emax = Nωɸmaks
Erms = Nω / √2 * ɸmaks= 2π / √2 * f * N * ɸmaks
Erms = 4,44 fNɸmaks
Kur,
‘F’ ir frekvence hercos, ko izsaka ω / 2π.
‘N’ ir spoles tinumu skaits
‘ɸ’ ir s plūsma Webers
Iepriekš minētais vienādojums ir transformatora EMF vienādojums. Transformatora primārā tinuma Ef gadījumā N būs primāro pagriezienu skaits (NP), savukārt transformatora sekundārā tinuma emf, E gadījumā pagriezienu skaits N būs (NS).
Vienfāzes transformatora uzbūve
Vienkāršam vienfāzes transformatoram katrs tinums tiek cilindriski uztīts uz mīkstas dzelzs ekstremitātes, lai nodrošinātu nepieciešamo magnētisko ķēdi, ko parasti sauc par “transformatora serdi”. Tas piedāvā ceļu magnētiskā lauka plūsmai, lai inducētu spriegumu starp diviem tinumiem.
Kā redzams iepriekš redzamajā attēlā, abi tinumi nav pietiekami tuvu, lai tiem būtu efektīva magnētiskā sakabe. Tādējādi magnētiskās ķēdes saplūšana un palielināšana spoles tuvumā var uzlabot magnētisko savienojumu starp primāro un sekundāro tinumu. Lai novērstu enerģijas zudumus no kodola, izmanto plānas tērauda laminējumus.
Pamatojoties uz to, kā tinumi tiek savīti ap centrālo tērauda laminēto serdi, transformatora konstrukcija ir sadalīta divos veidos
Galvenā tipa transformators
Šāda veida konstrukcijās tikai puse tinumu ir cilindriski savīti ap katru transformatora kāju, lai uzlabotu magnētisko savienojumu, kā parādīts zemāk redzamajā attēlā. Šāda veida konstrukcija nodrošina magnētisko spēka līniju plūsmu vienlaicīgi pa abiem tinumiem. Galvenais kodola tipa transformatora trūkums ir noplūdes plūsma, kas rodas nelielas magnētisko spēka līniju daļas plūsmas dēļ ārpus kodola.
serdes tipa transformators
Korpusa tipa transformators
Šāda veida transformatoru konstrukcijā primārie un sekundārie tinumi ir novietoti cilindriski uz centra ekstremitātes, iegūstot divkāršu šķērsgriezuma laukumu nekā ārējās ekstremitātes. Šāda veida konstrukcijā ir divi slēgti magnētiskie ceļi, un ārējai ekstremitātei plūst magnētiskā plūsma ɸ / 2. Korpusa tipa transformators pārvar noplūdes plūsmu, samazina kodola zudumus un palielina efektivitāti.
vienfāzes-transformatora-apvalka tipa
Pieteikumi
Zemāk ir minēti vienfāzes transformatora pielietojumi.
- Samazināt tālsatiksmes signālus, lai atbalstītu gan dzīvojamās, gan vieglās komerciālās elektroniskās ierīces
- Televizoros sprieguma regulēšanai
- Lai palielinātu jaudu mājas invertoros
- Piegādāt elektroenerģiju ārpus pilsētām
- Lai elektriski izolētu divas ķēdes, jo primārā un sekundārā ir novietotas tālu viena no otras
Bieži uzdotie jautājumi
1). Ko nozīmē vienfāzes?
Vienfāzes sistēma vai ķēde, kas ģenerē vai izmanto vienu mainīgu spriegumu
2). Vai mājās tiek izmantota vienfāzes padeve?
Parasti mājas tiek piegādātas ar vienfāzes piegādi
3). Pēc kādiem principiem darbojas vienfāzes transformators?
Faradejas likums elektromagnētiskās indukcijas un savstarpējās indukcijas
4). Kas ir transformators “Pagriezienu attiecība”?
NP / NS = VP / VS = n = pagriezienu attiecība
5). Norādiet divus vienfāzes transformatora izmantošanas veidus
- Televizoros sprieguma regulēšanai
- Lai palielinātu jaudu mājas invertoros
Tādējādi vienfāzes transformators ir piemērots vieglākām elektriskām ierīcēm. Lētāk ir ļoti vēlams piegādāt elektroenerģiju ārpus pilsētām. Šajā rakstā uzsvērts transformatora darbības princips , vienfāzes transformatora uzbūve un pielietojums. Lasītājs var padziļināti uzzināt par vienfāzes transformatoru no šī raksta.
