Kas yra vienfazis transformatorius: konstrukcija ir jos veikimas

Kas yra vienfazis transformatorius: konstrukcija ir jos veikimas

Vienfazis transformatorius yra elektrinis prietaisas, kuris priima vienfazis kintamosios srovės maitinimas ir išleidžia vienfazę kintamą srovę. Tai naudojama paskirstant energiją ne miesto vietovėse, nes bendra paklausa ir susijusios išlaidos yra mažesnės nei 3 fazių paskirstymo transformatorių. Jie naudojami kaip pakaitinis transformatorius, norint sumažinti namo įtampą iki tinkamos vertės, nekeičiant dažnio. Dėl šios priežasties tai įprasta galios elektronika prietaisai rezidencijose. Šiame straipsnyje aptariama vienfazio transformatoriaus apžvalga.



Kas yra vienfazis transformatorius?

Apibrėžimas: Į transformatorius yra įtaisas, kuris magnetinę energiją paverčia elektros energija. Jis susideda iš dviejų elektrinių ritinių, vadinamų pagrindine ir antrine apvijomis. Pirminis vingiuotas transformatoriaus gauna energiją, o antrinė apvija - energiją. Magnetinė geležies grandinė, vadinama „šerdimi“, paprastai naudojama apvynioti šias rites. Nors šios dvi ritės yra elektra izoliuotos, jos yra magnetiškai sujungtos.


Elektros srovė, praeinant per transformatoriaus pirminį, sukuriamas magnetinis laukas, kuris sukelia įtampą visoje transformatoriaus antrinėje. Atsižvelgiant į taikymo tipą, vienfazis transformatorius naudojamas tiek įtampai, tiek išėjimui padidinti arba sumažinti. Šis transformatorius paprastai yra galios transformatorius su didelio efektyvumo ir mažais nuostoliais. Vienfazio transformatoriaus schema parodyta žemiau.





Vienfazis transformatorius

vienfazis transformatorius

Vienfazio transformatoriaus principas

Vienfazis transformatorius veikia Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnis . Paprastai tarpusavio indukcija tarp pirminės ir antrinės apvijos yra atsakinga už transformatoriaus veikimą elektros transformatoriuje.



Vienfazio transformatoriaus darbas

Transformatorius yra statinis įtaisas, perduodantis elektros energiją vienoje grandinėje į kitą to paties dažnio grandinę. Jis susideda iš pirminių ir antrinių apvijų. Šis transformatorius veikia abipusio induktyvumo principu.

Kai transformatoriaus pirminis elementas yra prijungtas prie kintamosios srovės maitinimo šaltinio, srovė teka ritėje ir kaupiasi magnetinis laukas. Ši sąlyga yra žinoma kaip abipusis induktyvumas, o srovės srautas atitinka Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnį. Srovei padidėjus nuo nulio iki didžiausios vertės, magnetinis laukas sustiprėja ir gaunamas dɸ / dt.


Šis elektromagnetas suformuoja magnetines jėgos linijas ir išsiplečia į išorę nuo ritės, formuodamas magnetinio srauto kelią. Abiejų apvijų posūkius sujungia šis magnetinis srautas. Šerdyje susidariusio magnetinio lauko stipris priklauso nuo apvijos apsisukimų skaičiaus ir srovės kiekio. Magnetinis srautas ir srovė yra tiesiogiai proporcingi vienas kitam.

Vienfazio transformatoriaus darbas

vienfazio transformatoriaus veikimas

Šaltinis: „Wikimedia“

Magnetinėms srauto linijoms tekant aplink šerdį, ji praeina per antrinę apviją, sukeldama įtampą. Faradėjaus įstatymas naudojamas nustatyti įtampą, sukeltą per antrinę ritę, ir ją pateikia:

N. dɸ / dt

kur,

‘N’ yra ritės apsisukimų skaičius

Pirminėje ir antrinėje apvijose dažnis yra vienodas.

Taigi galime sakyti, kad sukelta įtampa abiejose apvijose yra vienoda, nes tas pats magnetinis srautas sujungia abi rites. Be to, visa sukelta įtampa yra tiesiogiai proporcinga ritės apsisukimų skaičiui.

Tarkime, kad transformatoriaus pirminė ir antrinė apvijos turi po vieną posūkį. Darant prielaidą, kad nuostolių nėra, srovė teka per ritę, kad sukurtų magnetinį srautą ir sukeltų vieno volto įtampą visoje antrinėje.

Dėl kintamosios srovės magnetinis srautas kinta sinusoidiškai ir jį suteikia

ɸ = ɸmaksBe ωt

Santykį tarp sukelto emf, E ritinių N posūkių apvijose pateikia:

E = N (d∅) / dt

E = N * ω * ɸmakscosωtφ

Emax = Nωɸmaks

Erms = Nω / √2 * ɸmaks= 2π / √2 * f * N * ɸmaks

Ermsas = 4,44 fNɸmaks

Kur,

„F“ yra dažnis hercais, kurį pateikia ω / 2π.

‘N’ yra ritės apvijų skaičius

„ɸ“ yra srautas Webers

Aukščiau pateikta lygtis yra transformatoriaus EMF lygtis. Transformatoriaus pirminės apvijos Ef atveju N bus pirminių posūkių skaičius (NP), o transformatoriaus antrinės apvijos - emf, E - posūkių skaičius, N bus (NS).

Vienfazio transformatoriaus konstrukcija

Paprastas vienfazis transformatorius turi kiekvieną apviją, atskirai cilindriniu būdu suvyniotą ant minkštos geležinės galūnės, kad būtų sukurta būtina magnetinė grandinė, kuri paprastai vadinama „transformatoriaus šerdimi“. Jis siūlo magnetinio lauko srauto kelią įtampai tarp dviejų apvijų sukelti.

Kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, abi apvijos nėra pakankamai arti, kad būtų galima veiksmingai magnetine jungtimi. Taigi, susiliejus ir padidinus magnetinę grandinę šalia ritinių, galima pagerinti magnetinę jungtį tarp pirminės ir antrinės apvijų. Siekiant užkirsti kelią galios nuostoliams iš šerdies, turi būti naudojamos plonos plieninės dangos.

Atsižvelgiant į tai, kaip apvijos vyniojamos aplink centrinę plieninę laminuotą šerdį, transformatoriaus konstrukcija yra padalinta į du tipus

Šerdies tipo transformatorius

Tokio tipo konstrukcijose tik pusė apvijų yra cilindriškai suvyniota aplink kiekvieną transformatoriaus koją, kad būtų sustiprintas magnetinis sujungimas, kaip parodyta toliau pateiktame paveiksle. Šio tipo konstrukcija užtikrina, kad magnetinės jėgos linijos vienu metu tekėtų per abi apvijas. Pagrindinis šerdies tipo transformatoriaus trūkumas yra nuotėkio srautas, atsirandantis dėl nedidelės magnetinių jėgos linijų dalies tekėjimo už šerdies ribų.

Šerdies tipo transformatorius

šerdies tipo transformatorius

Korpuso tipo transformatorius

Tokio tipo transformatoriaus konstrukcijoje pirminė ir antrinė apvijos yra išdėstytos cilindriniu būdu ant centrinės galūnės, todėl skerspjūvio plotas yra dvigubai didesnis nei išorinių galūnių. Tokio tipo konstrukcijose yra du uždari magnetiniai keliai, o išorinės galūnės magnetinis srautas owing / 2 teka. Korpuso tipo transformatorius įveikia nuotėkio srautą, sumažina šerdies nuostolius ir padidina efektyvumą.

Korpuso tipo transformatorius

vienfazis transformatorius-apvalkalo tipas

Programos

Žemiau paminėtos vienfazio transformatoriaus programos.

  • Sumažinti tolimojo susisiekimo signalus, palaikančius tiek gyvenamuosius, tiek lengvuosius komercinius elektroninius prietaisus
  • Televizoriuose įtampos reguliavimui
  • Padidinti galingumą namų inverteriuose
  • Tiekti energiją ne miesto vietovėms
  • Norėdami atskirti dvi grandines elektra, nes pirminė ir antrinė yra toli viena nuo kitos

DUK

1). Ką reiškia vienfazis?

Vienfazė sistema arba grandinė, generuojanti arba naudojanti vieną kintamą įtampą

2). Ar namuose naudojamas vienfazis tiekimas?

Paprastai namams tiekiamas vienfazis tiekimas

3). Pagal kokius principus veikia vienfazis transformatorius?

Faradėjaus įstatymas elektromagnetinės indukcijos ir abipusės indukcijos

4). Kas yra transformatoriaus „posūkių santykis“?

NP / NS = VP / VS = n = posūkių santykis

5). Pateikite du vienfazio transformatoriaus naudojimo būdus

  • Televizoriuose įtampos reguliavimui
  • Padidinti galingumą namų inverteriuose

Taigi, vienfazis transformatorius yra tinkamas lengvesniems elektros prietaisams. Pigiau tiekti energiją ne miesto vietovėms. Šiame straipsnyje pabrėžiama transformatoriaus veikimo principas , vienfazio transformatoriaus konstrukcija ir pritaikymas. Skaitytojas gali išsamiai sužinoti apie vienfazį transformatorių iš šio straipsnio.