Paano inayos at gumagana ang transpormer, kung anong mga katangian ang isinasaalang-alang sa pagpapatakbo

Sa enerhiya, electronics at iba pang mga sanga ng inilapat na de-koryenteng inhinyero, isang malaking papel ang ibinibigay sa mga pagbabagong-anyo ng enerhiya ng electromagnetic mula sa isang tipo sa iba. Maraming mga aparato ng transpormer, na nilikha para sa iba't ibang mga gawain sa paggawa, ay nakitungo sa isyung ito.

Ang ilan sa mga ito, ang pagkakaroon ng pinaka kumplikadong disenyo, ay nagsasagawa ng pagbabagong-anyo ng malakas na daloy ng enerhiya na may mataas na boltahe, halimbawa. 500 o 750 kilovolts sa 330 at 110 kV o sa kabilang direksyon.

Ang iba ay nagtatrabaho bilang isang bahagi ng maliit na laki ng mga aparato ng mga gamit sa sambahayan, elektronikong aparato, mga sistema ng automation. Malawakang ginagamit din ang mga ito. sa iba't ibang mga power supply ng mga mobile device.

Ang mga transpormer ay nagpapatakbo lamang sa mga AC circuit na may iba't ibang mga frequency at hindi inilaan para magamit sa DC circuit na gumagamit ng iba pang mga uri ng mga convert.

Ang mga transformer ay nahahati sa dalawang pangunahing grupo: single-phase, pinalakas ng isang solong-phase alternating kasalukuyang network, at tatlong-phase, pinalakas ng isang three-phase alternating kasalukuyang network.

Ang mga transpormer ay napaka magkakaibang sa disenyo. Ang mga pangunahing elemento ng transpormer ay: isang saradong bakal na bakal (magnetic core), mga windings at mga bahagi na ginamit upang mailakip ang magnetic circuit at coils na may mga paikot-install at i-install ang transpormer sa aparato ng rectifier. Ang pangunahing pipe ay idinisenyo upang lumikha ng isang saradong landas para sa magnetic flux.

Ang mga bahagi ng magnetic circuit na kung saan matatagpuan ang mga paikot-ikot ay tinatawag na mga pamalo, at ang mga bahagi kung saan walang mga paikot-ikot at nagsisilbi upang isara ang magnetic flux sa magnetic circuit ay tinatawag na mga biro. Ang materyal para sa transpormasyong magnetic circuit ay sheet electrical steel (transpormador na bakal). Ang bakal na ito ay maaaring maging ng iba't ibang mga marka, kapal, mainit at malamig na pag-ikot.

Pangkalahatang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga transformer

Alam namin na ang enerhiya ng electromagnetic ay hindi mahahalata. Ngunit kaugalian na kumatawan ito sa dalawang sangkap:

1. elektrikal;

2. magnetic.

Mas madaling maunawaan ang mga pangyayari na nagaganap, naglalarawan ng mga proseso, gumawa ng mga kalkulasyon, disenyo ng iba't ibang mga aparato at mga circuit. Ang lahat ng mga seksyon ng electrical engineering ay nakatuon sa hiwalay na mga pagsusuri sa pagpapatakbo ng mga de-koryenteng at magnetic circuit.

Ang kasalukuyang electric, tulad ng magnetic flux, ay dumadaloy lamang sa isang saradong circuit na may pagtutol (electric o magnetic). Nilikha ito ng mga panlabas na puwersa na inilapat - mga mapagkukunan ng boltahe ng kaukulang enerhiya.

Gayunpaman, kapag isinasaalang-alang ang mga prinsipyo ng pagpapatakbo ng mga aparato ng transpormer, kinakailangan na sabay-sabay na pag-aralan ang pareho ng mga salik na ito at isaalang-alang ang kanilang kumplikadong epekto sa conversion ng kapangyarihan.

Ang pinakasimpleng transpormer ay binubuo ng dalawang mga paikot-ikot na ginawa ng mga paikot-ikot na coil ng isang insulated wire kung saan ang daloy ng kasalukuyang daloy at isang linya para sa magnetic flux. Ito ay karaniwang tinatawag na isang pangunahing o magnetic core.

Ang boltahe mula sa pinagmulan ng kuryente ng U1 ay inilalapat sa input ng isang paikot-ikot, at mula sa mga terminal ng pangalawang ito, pagkatapos ng pag-convert sa U2, ay ibinibigay sa konektadong pag-load ng R.

Sa ilalim ng pagkilos ng boltahe U1 sa unang paikot-ikot, isang kasalukuyang I1 ay dumadaloy sa isang saradong circuit, ang halaga ng kung saan ay nakasalalay sa impedance Z, na binubuo ng dalawang sangkap:

1. aktibong pagtutol ng mga wire ng paikot-ikot;

2. reaktibong sangkap na may isang inductive character.

Ang laki ng inductance ay may malaking impluwensya sa pagpapatakbo ng transpormer.

Ang de-koryenteng enerhiya na dumadaloy sa pangunahing paikot-ikot na anyo ng kasalukuyang I1 ay isang bahagi ng electromagnetic na enerhiya, ang magnetic field na kung saan ay nakadirekta patayo sa paggalaw ng mga singil o ang lokasyon ng mga liko ng wire. Ang core ng transpormer ay matatagpuan sa eroplano nito - ang magnetic circuit, kung saan ang magnetic flux F.

Ang lahat ng ito ay malinaw na naipakita sa larawan at mahigpit na sinusunod sa paggawa. Ang magnetic circuit mismo ay sarado din, bagaman para sa ilang mga layunin, halimbawa, upang mabawasan ang magnetic flux, ang mga gaps ay maaaring gawin sa loob nito, na pinatataas ang magnetic resistensya nito.

Dahil sa daloy ng pangunahing kasalukuyang sa pamamagitan ng paikot-ikot, ang magnetikong sangkap ng larangan ng electromagnetic ay tumagos sa magnetic circuit at nagpapalibot dito, na tumatawid sa mga liko ng pangalawang paikot-ikot, na kung saan ay sarado sa output paglaban ng R.

Sa ilalim ng impluwensya ng magnetic flux, ang isang electric kasalukuyang I2 ay naaapektuhan sa pangalawang paikot-ikot. Ang halaga nito ay apektado ng halaga ng inilapat na lakas ng sangkap na magnetic at ang impedance ng circuit, kasama na ang konektado na load R.

Kapag ang transpormer ay tumatakbo sa loob ng magnetic circuit, isang karaniwang magnetic flux F at mga bahagi nito F1 at F2 ay nilikha.

Paano inayos ang autotransformer at gumagana

Kabilang sa mga aparato ng transpormer, ang pinasimpleng mga konstruksyon ay lalo na tanyag, na gumagamit ng hindi dalawang magkakahiwalay na ginawa na mga windings, ngunit isang pangkaraniwan, na nahahati sa mga seksyon. Ang mga ito ay tinatawag na autotransformers.

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng tulad ng isang circuit ay halos mananatiling pareho: ang pag-input ng electromagnetic na enerhiya ay na-convert sa output. Ang mga pangunahing alon ng I1 ay dumadaloy sa pamamagitan ng mga paikot-ikot na W1, at pangalawang I2 ay dumadaloy sa W2. Ang magnetic circuit ay nagbibigay ng landas para sa magnetic flux F.

Ang autotransformer ay may koneksyon sa galvanic sa pagitan ng mga input at output circuit. Dahil hindi lahat ng inilapat na kapangyarihan ng pinagmulan ay na-convert, ngunit bahagi lamang nito, isang mas mataas na kahusayan ay nilikha kaysa sa isang maginoo na transpormer.

Ang ganitong mga disenyo ay maaaring makatipid sa mga materyales: bakal para sa magnetic circuit, tanso para sa mga paikot-ikot. Mayroon silang mas kaunting timbang at gastos. Samakatuwid, ang mga ito ay epektibong ginagamit sa sistema ng enerhiya mula sa 110 kV at pataas.

Walang halos mga espesyal na pagkakaiba sa mga mode ng operating ng transpormer at autotransformer.

Mga mode ng Operating Transformer

Sa panahon ng operasyon, ang anumang transpormer ay maaaring maging sa isa sa mga sumusunod na estado:

• wala sa trabaho;

• rate mode;

• idling;

• maikling circuit;

• overvoltage.

Mode ng Pag-shutdown

Upang malikha ito, sapat na upang alisin ang supply boltahe ng mapagkukunan ng kuryente mula sa pangunahing paikot-ikot at sa gayon ay ibukod ang pagpasa ng electric current sa pamamagitan nito, na palagi nilang ginagawa nang walang pagkabigo sa mga katulad na aparato.

Gayunpaman, sa pagsasagawa, kapag nagtatrabaho sa mga kumplikadong mga istruktura ng transpormer, ang panukalang ito ay hindi ganap na nagbibigay ng mga hakbang sa kaligtasan: ang boltahe ay maaaring manatili sa mga paikot-ikot at magdulot ng pinsala sa kagamitan, mapanganib ang mga tauhan dahil sa hindi sinasadyang pagkakalantad sa mga kasalukuyang paglabas.

Paano ito mangyayari?

Para sa mga maliliit na laki ng mga transformer na nagpapatakbo bilang isang supply ng kuryente, tulad ng ipinakita sa tuktok na larawan, ang extraneous boltahe ay hindi magiging sanhi ng anumang pinsala. Wala lang siyang kinukuha mula doon. At sa mga kagamitan sa kuryente dapat itong isaalang-alang. Susuriin namin ang dalawang karaniwang sanhi:

1. pagkonekta ng isang panlabas na mapagkukunan ng koryente;

2. ang epekto ng sapilitan boltahe.

Unang pagpipilian

Sa mga kumplikadong mga transformer, hindi isa, ngunit maraming mga windings ang ginagamit, na ginagamit sa iba't ibang mga circuit. Ang lahat ng mga ito ay dapat na idiskonekta ang boltahe.

Bilang karagdagan, sa mga substation na pinatatakbo sa isang awtomatikong mode nang walang palagiang mga tauhan ng operating, ang mga karagdagang mga transpormer ay konektado sa mga bus ng mga transformer ng kuryente, na nagbibigay ng kanilang sariling mga pangangailangan ng substation na may de-koryenteng enerhiya na 0.4 kV.Ang mga ito ay dinisenyo upang proteksyon ng kuryente, aparato ng automation, ilaw, pag-init at iba pang mga layunin.

Ang mga ito ay tinatawag na - TSN o katulong na mga transformer. Kung ang boltahe ay tinanggal mula sa pag-input ng power transpormer at ang pangalawang circuit nito ay bukas, at ang trabaho ay isinasagawa sa TSN, kung gayon may posibilidad na baligtarin ang pagbabagong-anyo kapag ang boltahe ng 220 volts mula sa mababang panig ay tumagos hanggang sa mataas sa pamamagitan ng mga konektadong mga bus ng kuryente. Samakatuwid, dapat silang i-off.

Inaudyok na aksyon ng boltahe

Kung ang isang linya ng mataas na boltahe na tumatakbo sa ilalim ng boltahe ay pumasa malapit sa mga bus ng isang naka-disconnect na transpormer, kung gayon ang mga alon na dumadaloy sa loob nito ay maaaring magbuod ng boltahe sa mga gulong. Kinakailangan na mag-aplay ng mga hakbang upang alisin ito.

Na-rate na operating mode

Ito ang normal na estado ng transpormer sa panahon ng operasyon nito kung saan ito nilikha. Ang mga alon sa mga paikot-ikot at mga boltahe na inilalapat sa kanila ay tumutugma sa kinakalkula na mga halaga.

Ang transpormer sa nominal na mode ng pag-load ay kumokonsumo at nag-convert ng mga kapasidad na naaayon sa mga halaga ng disenyo para sa buong mapagkukunan na ibinigay para dito.

Mode ng Idle

Ito ay nilikha kapag ibinibigay ang boltahe sa transpormer mula sa pinagmulan ng kuryente, at ang pag-load ay na-disconnect sa mga terminal ng output paikot-ikot, iyon ay, bukas ang circuit. Tinatanggal nito ang daloy ng kasalukuyang sa pamamagitan ng pangalawang paikot-ikot.

Ang transpormer sa idle mode ay kumonsumo ng pinakamababang posibleng kapangyarihan, na tinutukoy ng mga tampok ng disenyo nito.

Short circuit mode

Ito ang sitwasyon kapag ang pag-load na konektado sa transpormer ay lumilipas, mahigpit na hinugot ng mga kadena na may napakababang mga resistensya sa koryente at ang buong lakas ng supply ng mapagkukunan ng boltahe ay kumikilos dito.

Sa mode na ito, ang daloy ng napakalaking short-circuit currents ay halos walang limitasyong. Mayroon silang napakalaking thermal energy at may kakayahang magsunog ng mga wire o kagamitan. Bukod dito, kumikilos sila hanggang sa ang circuit ng kuryente sa pamamagitan ng pangalawang o pangunahing paikot-ikot na pagkasunog, pagkawasak sa pinakamahina na lugar.

Ito ang pinaka mapanganib na mode na maaaring mangyari sa panahon ng operasyon ng transpormer, at, anuman, ang hindi inaasahang sandali sa oras. Maaaring makita ang hitsura nito, at dapat na limitado ang pag-unlad. Upang matapos ito, gumagamit sila ng mga proteksyon na sinusubaybayan ang labis na pinahihintulutang mga alon sa pag-load at patayin ang mga ito nang mabilis hangga't maaari.

Mode na Overvoltage

Ang mga windings ng transpormer ay natatakpan ng isang layer ng pagkakabukod, na nilikha upang gumana sa ilalim ng isang tiyak na boltahe. Sa panahon ng operasyon, maaari itong lumampas sa iba't ibang mga kadahilanan na lumitaw kapwa sa loob ng sistemang elektrikal at bilang isang resulta ng pagkakalantad sa mga phenomena ng atmospheric.

Sa pabrika, ang halaga ng pinapayagan na labis na boltahe ay tinutukoy, na maaaring kumilos sa pagkakabukod ng hanggang sa ilang oras at panandaliang overvoltage na nilikha ng mga transients sa panahon ng paglilipat ng mga kagamitan.

Upang maiwasan ang kanilang epekto, lumikha sila ng proteksyon laban sa pagtaas ng boltahe, na, kung sakaling magkaroon ng emerhensiya, patayin ang kapangyarihan mula sa circuit sa awtomatikong mode o limitahan ang mga pulso ng paglabas.

Pagpapatuloy ng artikulo:Ang mga pangunahing uri ng disenyo ng transpormer

Comments

[#1 Ruslan]

Kaya kamangha-manghang!