Περιεχόμενο
- Τύπος μετατροπής μετασχηματιστή
- Υπολογιστής σχεδίασης μετασχηματιστών
- Μετασχηματιστής τύπος τύλιξης και μαγνητισμός
- Παράδειγμα υπολογισμού υπολογιστών μετατροπής μετασχηματιστών
Εάν έχετε αναρωτηθεί ποτέ πώς τα σπίτια και τα κτίρια χρησιμοποιούν την ηλεκτρική ενέργεια από σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής, θα πρέπει να μάθετε για τους μετασχηματιστές σε διανομές ηλεκτρικού δικτύου που μετατρέπουν ρεύματα υψηλής τάσης σε εκείνα που χρησιμοποιείτε σε οικιακές συσκευές. Αυτοί οι μετασχηματιστές χρησιμοποιούν απλά σχέδια σε διάφορους τύπους μετασχηματιστών, αλλά μπορούν να ποικίλουν σε μεγάλο βαθμό από το πόσο αλλάζουν την τάση εισόδου ανάλογα με τον τρόπο κατασκευής τους.
Τύπος μετατροπής μετασχηματιστή
Οι μετασχηματιστές που χρησιμοποιούν τα συστήματα διανομής ηλεκτρικού δικτύου ακολουθούν απλά σχέδια που χρησιμοποιούν πηνίο περιτυλιγμένο γύρω από έναν μαγνητικό πυρήνα σε διαφορετικές περιοχές.
Αυτά τα πηνία συρμάτων λαμβάνουν εισερχόμενο ρεύμα και αλλάζουν την τάση σύμφωνα με το αναλογία μετασχηματιστών, το οποίο είναι ΝΠ/ Nμικρό = VΠ/ Vμικρό για τις περιελίξεις αριθμών του πρωτεύοντος πηνίου και του δευτερεύοντος πηνίου ΝΠ και Νμικρό, αντίστοιχα, και την τάση του πρωτεύοντος πηνίου και του δευτερεύοντος πηνίου VΠ και Vμικρό, αντίστοιχα.
Αυτό φόρμουλα μετασχηματιστή σας λέει το κλάσμα με το οποίο ένας μετασχηματιστής μεταβάλλει την εισερχόμενη τάση και ότι η τάση των ανέμων ενός πηνίου είναι άμεσα ανάλογη με τον αριθμό περιελίξεων των ίδιων των πηνίων.
Λάβετε υπόψη ότι, αν και ο τύπος αυτός αναφέρεται ως "λόγος", είναι στην πραγματικότητα ένα κλάσμα, όχι ένας λόγος. Για παράδειγμα, αν είχατε μία περιέλιξη στο πρωτεύον πηνίο και τέσσερα τυλίγματα στο δευτερεύον πηνίο ενός μετασχηματιστή, αυτό θα αντιστοιχούσε σε κλάσμα 1/4, που σημαίνει ότι ο μετασχηματιστής κόβει την τάση κατά μία τιμή 1/4. Αλλά ο λόγος 1: 4 σημαίνει ότι, για ένα από τα πράγματα, υπάρχουν τέσσερα από κάτι άλλο, που δεν σημαίνει πάντα το ίδιο πράγμα με ένα κλάσμα.
Οι μετασχηματιστές μπορούν να αυξήσουν ή να μειώσουν την τάση και είναι γνωστοί ως βήμα προς τα πάνω ή παραιτηθεί μετασχηματιστές ανάλογα με την ενέργεια που εκτελούν. Αυτό σημαίνει ότι ο λόγος μετασχηματισμού θα είναι πάντοτε θετικός, αλλά μπορεί να κυμαίνεται μεταξύ μεγαλύτερου του ενός για μετασχηματιστές βαθμιδωτού μετασχηματιστή ή μικρότερου από ένα για μετασχηματιστές βαθμίδας προς τα κάτω.
Ο τύπος τύλιξης μετασχηματιστή ισχύει μόνο όταν οι γωνίες πρωτογενών και δευτερευόντων τυλίξεων είναι σε φάση μεταξύ τους. Αυτό σημαίνει ότι για μια δεδομένη παροχή ρεύματος εναλλασσόμενου ρεύματος (εναλλασσόμενου ρεύματος), η οποία ανάβει εμπρός και πίσω μεταξύ ρεύματος προς τα εμπρός και προς τα πίσω, το ρεύμα τόσο στο πρωτεύον όσο και στο δευτερεύον τύλιγμα συγχρονίζεται το ένα με το άλλο κατά τη διάρκεια αυτής της δυναμικής διαδικασίας.
Μπορεί να υπάρχουν μερικοί μετασχηματιστές με λόγο μετατροπής μετασχηματιστή 1 που δεν αλλάζουν τάση, αλλά, αντ 'αυτού, χρησιμοποιούνται για να χωρίσουν διαφορετικά κυκλώματα το ένα από το άλλο ή να αλλάξουν ελαφρά την αντίσταση ενός κυκλώματος.
Υπολογιστής σχεδίασης μετασχηματιστών
Μπορείτε να καταλάβετε τις ιδιότητες των μετασχηματιστών για να καθορίσετε τι θα υπολόγιζε ένας υπολογιστής σχεδιασμού μετασχηματιστών ως μια μέθοδο καθορισμού του τρόπου κατασκευής των ίδιων των μετασχηματιστών.
Αν και τα πρωτογενή και δευτερεύοντα τυλίγματα ενός μετασχηματιστή είναι χωριστά το ένα από το άλλο, το πρωτεύον τύλιγμα προκαλεί ρεύμα στα δευτερεύοντα τυλίγματα μέσω μιας μεθόδου επαγωγής. Όταν αποστέλλεται ένα τροφοδοτικό εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω των πρωτογενών περιελίξεων, το ρεύμα ρέει μέσω των στροφών και δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο μέσω μιας μεθόδου που ονομάζεται αμοιβαία επαγωγή.
Μετασχηματιστής τύπος τύλιξης και μαγνητισμός
Μαγνητικό πεδίο περιγράφει σε ποια κατεύθυνση και πόσο ισχυρό μαγνητισμό θα ενεργούσε σε ένα κινούμενο φορτισμένο σωματίδιο. Η μέγιστη τιμή αυτού του πεδίου είναι dΦ / dt , ο ρυθμός αλλαγής του μαγνητική ροή Φ σε μια μικρή χρονική περίοδο.
Η ροή είναι μια μέτρηση του πόσο μαγνητικό πεδίο ρέει μέσα από μια συγκεκριμένη επιφάνεια όπως μια ορθογώνια περιοχή. Σε ένα μετασχηματιστή, οι γραμμές μαγνητικού πεδίου στέλνονται προς τα έξω από το μαγνητικό πηνίο γύρω από το οποίο περιελίσσονται τα σύρματα.
Η μαγνητική ροή συνδέει και τις δύο περιελίξεις μαζί και η ισχύς των μαγνητικών πεδίων εξαρτάται από την ποσότητα ρεύματος και τον αριθμό περιελίξεων. Αυτό μπορεί να μας δώσει ένα υπολογιστής σχεδιασμού μετασχηματιστή που λαμβάνει υπόψη αυτές τις ιδιότητες.
Ο Faradays νόμος της επαγωγικότητας που περιγράφει πώς διεγείρονται τα μαγνητικά πεδία στα υλικά υπαγορεύει ότι η τάση είτε από τις περιελίξεις που προκαλούνται V = N x dΦ / dt είτε για πρωτεύουσες περιελίξεις είτε για δευτερεύουσες περιελίξεις. Αυτό συνήθως αναφέρεται ως η επαγόμενη ηλεκτροκινητική δύναμη (emf).
Εάν επρόκειτο να μετρήσετε τη μεταβολή της μαγνητικής ροής σε μια μικρή χρονική περίοδο, θα μπορούσατε να αποκτήσετε μια τιμή dΦ / dt και να το χρησιμοποιήσετε για να υπολογίσετε το emf. Ο γενικός τύπος για τη μαγνητική ροή είναι Φ = BAcos_θ για το μαγνητικό πεδίο _B, επιφάνεια του επιπέδου στο πεδίο ΕΝΑ και τη γωνία μεταξύ των γραμμών μαγνητικού πεδίου και την κατεύθυνση κάθετη προς την περιοχή θ.
Μπορείτε να υπολογίσετε τη γεωμετρία των περιελίξεων γύρω από τον μαγνητικό πυρήνα του μετασχηματιστή για να μετρήσετε τη ροή όπως Φ = ΦΜέγιστη x sinωτ για τροφοδοσία εναλλασσόμενου ρεύματος όπου ω είναι η γωνιακή συχνότητα (2πf για τη συχνότητα φά) και ΦΜέγιστη είναι η μέγιστη ροή. Σε αυτή την περίπτωση, συχνότητα φά αναφέρεται στον αριθμό των κυμάτων που περνούν σε μια δεδομένη θέση κάθε δευτερόλεπτο. Οι μηχανικοί αναφέρουν επίσης στο προϊόν των τωρινών χρόνων τον αριθμό των στροφών των περιελίξεων ως "αμπέρ-στροφές, "ένα μέτρο της δύναμης μαγνήτισης των πηνίων.
Παράδειγμα υπολογισμού υπολογιστών μετατροπής μετασχηματιστών
Αν θελήσατε να συγκρίνετε τα πειραματικά αποτελέσματα του τρόπου με τον οποίο οι περιελίξεις των μετασχηματιστών επηρεάζουν τη χρήση τους, μπορείτε να συγκρίνετε τις παρατηρούμενες πειραματικές ιδιότητες με εκείνες μιας αριθμομηχανής τυλίγματος μετασχηματιστών.
Η εταιρεία λογισμικού Micro Digital προσφέρει έναν ηλεκτρονικό υπολογισμό μετατροπής μετασχηματιστών (Transformer Winding Calculator) για τον υπολογισμό του Standard Wire Gauge (SWG) ή του American Wire Gauge (AWG). Αυτό επιτρέπει στους μηχανικούς να κατασκευάζουν σύρματα με το κατάλληλο πάχος έτσι ώστε να μπορούν να μεταφέρουν φορτία καλωδίων απαραίτητα για τους σκοπούς τους. Η στροφή της αριθμομηχανής του μετασχηματιστή σας δείχνει την ατομική τάση σε κάθε στροφή της περιέλιξης.
Άλλοι υπολογιστές όπως ο κατασκευαστής της εταιρίας Flex-Core σας επιτρέπουν να υπολογίσετε το μέγεθος του καλωδίου για διαφορετικές πρακτικές εφαρμογές εάν εισάγετε την ονομαστική τάση, το ονομαστικό δευτερεύον ρεύμα, το μήκος σύρματος μεταξύ του μετασχηματιστή ρεύματος και του μετρητή και το φορτίο εισόδου μετρητής.
Ο μετασχηματιστής ρεύματος δημιουργεί εναλλασσόμενη τάση εναλλασσόμενου ρεύματος στη δευτερεύουσα περιέλιξη, η οποία είναι ανάλογη προς το ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα. Αυτοί οι μετασχηματιστές μειώνουν τα ρεύματα υψηλής τάσης σε χαμηλότερες τιμές χρησιμοποιώντας μια εύκολη μέθοδο παρακολούθησης του πραγματικού ηλεκτρικού ρεύματος. Το βάρος είναι η αντίσταση του ίδιου του οργάνου μέτρησης στο ρεύμα που αποστέλλεται μέσω αυτού.
Η Υπερφυσική προσφέρει μια διαδικτυακή διασύνδεση υπολογισμού Μετασχηματισμού Ισχύος που σας επιτρέπει να χρησιμοποιήσετε ως υπολογιστικό σχεδιασμό μετασχηματιστή ή ως αριθμομηχανή αντοχής μετασχηματιστή. Για να το χρησιμοποιήσετε, πρέπει να εισαγάγετε μια συχνότητα τάσης τροφοδοσίας, μια επαγωγή πρωτεύουσας περιέλιξης, την επαγωγή δευτερεύουσας περιέλιξης, τον αριθμό πρωτεύοντος τυλίγματος των πηνίων, τον δευτερεύοντα κύλινδρο αριθμό των πηνίων, τη δευτερεύουσα τάση, την αντίσταση πρωτογενούς περιέλιξης, την αντίσταση δευτερεύουσας περιέλιξης, αμοιβαία επαγωγή.
Η αμοιβαία επαγωγή Μ υπολογίζει την επίδραση που μπορεί να επηρεάσει η μεταβολή του φορτίου στο δευτερεύον πηνίο στο ρεύμα μέσω του πρωτογενούς με ένα emf = -Μ ΔΙ1/ Δt για αλλαγή ρεύματος μέσω του πρωτεύοντος πηνίου ΔΙ1 και την αλλαγή του χρόνου Δt.
Οποιοσδήποτε ηλεκτρονικός υπολογισμός μετατροπής μετασχηματιστών κάνει υποθέσεις σχετικά με τον ίδιο τον μετασχηματιστή. Βεβαιωθείτε ότι γνωρίζετε πώς κάθε ιστότοπος υπολογίζει τις αξίες που ισχυρίζονται ότι κάνουν έτσι ώστε να κατανοήσετε τη θεωρία και τις αρχές πίσω από τους μετασχηματιστές εν γένει. Πόσο κοντά βρίσκονται στη φόρμουλα τυλίγματος του μετασχηματιστή που προκύπτει από τη φυσική ενός μετασχηματιστή εξαρτάται από αυτές τις ιδιότητες.