Mga pangunahing kaalaman sa transpormer

Ang mga transformer sa pangkalahatan, ay mga aparato na may kakayahang pag-convert ng mga dami mula sa isang halaga papunta sa isa pa. Para sa Artikulo na ito, magtutuon kami sa transpormer ng Boltahe na isang static na sangkap ng elektrikal na may kakayahang pag-convert ng boltahe ng AC mula sa isang halaga patungo sa isa pa nang hindi binabago ang dalas gamit ang mga prinsipyo ng electromagnetic induction.

Sa isa sa aming nakaraang mga artikulo sa kasalukuyang alternating, nabanggit namin kung gaano kahalaga ang transpormer, sa kasaysayan ng alternating kasalukuyang. Ito ang pangunahing tagapagpagana na ginawang posible ang alternating kasalukuyang. Sa una nang ginagamit ang mga system na nakabatay sa DC, hindi sila maililipat sa mahabang distansya dahil sa pagkawala ng kuryente sa mga linya habang tumataas ang distansya (haba), na nangangahulugang ang mga istasyon ng kuryente ng DC ay dapat mailagay kahit saan, kung gayon ang pangunahing layunin ng AC ay upang malutas ang isyu sa paghahatid at walang transpormer, hindi iyon posible dahil ang pagkalugi ay mayroon pa rin kahit na may AC.

Sa transpormer na nasa lugar, maaaring mailipat ang AC mula sa mga bumubuo ng istasyon sa isang napakataas na boltahe ngunit mababa ang kasalukuyang pag-aalis ng mga pagkalugi sa linya (mga wire) dahil sa halaga ng I ² R (na nagbibigay ng pagkawala ng kuryente sa isang linya). Ang transpormer ay pagkatapos ay ginagamit upang i-convert ang mataas na boltahe, mababang kasalukuyang enerhiya upang Mababang boltahe, mataas na kasalukuyang enerhiya para sa huling pamamahagi sa loob ng isang komunidad na hindi pinapalitan ang dalas at sa parehong kapangyarihan na ipinadala mula sa pagbuo ng istasyon (P = IV).

Upang mas mahusay na maunawaan ang boltahe transpormer, pinakamahusay na gamitin ang pinakasimpleng modelo nito na kung saan ay ang solong-phase transpormer.

Single Phase Transformer

Ang solong phase transpormer ay ang pinaka-karaniwan (sa mga tuntunin ng mga bilang na ginagamit) uri ng mga transformer ng boltahe. Naroroon ito sa karamihan ng mga "naka-plug" na kagamitan na ginagamit namin sa bahay at saanman.

Ginagamit ito upang ilarawan ang prinsipyo ng pagpapatakbo, konstruksyon atbp ng isang transpormer dahil ang iba pang mga transformer ay tulad ng isang pagkakaiba-iba o pagbabago ng solong phase transpormer. Halimbawa, ang ilang mga tao ay tumutukoy sa three-phase transpormer bilang binubuo ng 3 solong phase transformer.

Ang Single Phase Transformer ay binubuo ng dalawang coil / paikot-ikot (Ang pangunahing at pangalawang coil). Ang dalawang paikot-ikot na ito ay nakaayos sa isang paraan na walang umiiral na koneksyon sa kuryente sa pagitan nila, sa gayon sila ay nasugatan sa paligid ng isang karaniwang magnetikong Iron na karaniwang tinutukoy bilang core ng transpormer, kaya't ang dalawang coil ay may koneksyon lamang sa pagitan nila. Tinitiyak nito na ang kuryente ay nakukuha lamang sa pamamagitan ng electromagnetic induction at ginagawang kapaki-pakinabang din ang mga transformer para sa mga pagkakahiwalay na koneksyon.

Prinsipyo ng Operational ng Transformer:

Tulad ng naunang nabanggit, ang transpormer ay binubuo ng dalawang coil; ang pangunahing at pangalawang coil. Ang pangunahing likaw ay laging kumakatawan sa input sa transpormer habang ang pangalawang likaw, ang output mula sa transpormer.

Ang dalawang pangunahing epekto ay tumutukoy sa pagpapatakbo ng transpormer:

Ang una ay iyon, ang isang kasalukuyang dumadaloy sa pamamagitan ng isang wire ay nagtatakda ng isang magnetic field sa paligid ng kawad. Ang laki ng nagresultang magnetic field ay palaging direktang proporsyonal sa dami ng kasalukuyang dumadaan sa kawad. Ang lakas ng magnetic field ay nadagdagan, kung ang kawad ay nasugatan sa isang tulad ng likid na form. Ito ang prinsipyo kung saan ang magnetismo ay sapilitan ng pangunahing likaw. Sa pamamagitan ng paglalapat ng isang boltahe sa pangunahing likaw, nagpapahiwatig ito ng isang magnetic field sa paligid ng core ng transpormer.

Ang pangalawang epekto kung saan kapag isinama sa unang nagpapaliwanag ng prinsipyo ng pagpapatakbo ng transpormer na batay sa katotohanan na, kung ang isang konduktor ay sugat sa paligid ng isang piraso ng pang-akit at nagbabago ang magnetikong patlang, ang pagbabago sa magnetic field ay mag-uudyok ng isang kasalukuyang sa ang konduktor, ang lakas na kung saan ay matutukoy ng bilang ng mga liko ng conductor coil. Ito ang prinsipyo kung saan nagiging lakas ang pangalawang likaw.

Kapag ang isang boltahe ay inilalapat sa pangunahing likaw, lumilikha ito ng isang magnetic field sa paligid ng core ng lakas ay nakasalalay sa kasalukuyang inilapat. Ang nilikha magnetikong patlang sa gayon ay nagpapahiwatig ng isang kasalukuyang sa pangalawang likaw na kung saan ay isang pag-andar ng magnitude ng magnetic field at ang mga bilang ng mga liko ng pangalawang likaw.

Ipinapaliwanag din ng prinsipyong ito ng pagpapatakbo ng transpormer kung bakit kailangang maimbento ang AC sapagkat gagana lamang ang transpormer kapag may kahalili sa inilapat na boltahe o kasalukuyang tulad lamang ng paggana ng mga prinsipyo ng electromagnetic induction. Sa gayon ang transpormer ay hindi maaaring gamitin para sa DC noon.

Konstruksyon ng Transformer

Talaga, ang isang transpormer ay binubuo ng dalawang bahagi na kasama ang; dalawang inductive coil at isang laminated steel core. Ang mga coil ay insulated mula sa bawat isa at insulated din upang maiwasan ang pakikipag-ugnay sa core.

Ang pagtatayo ng transpormer ay sa gayon ay susuriin sa ilalim ng likid at pangunahing konstruksyon.

Core ng Transformer

Ang core ng transpormer ay laging itinayo sa pamamagitan ng paglalagay ng mga nakalamina na mga sheet ng bakal na magkakasama, tinitiyak ang isang minimum na air-gap na mayroon sa pagitan nila. Ang core ng mga transformer sa mga nagdaang panahon ay palaging binubuo ng laminated steel core sa halip na mga iron core upang mabawasan ang pagkalugi dahil sa kasalukuyang eddy.

Mayroong tatlong pangunahing mga hugis ng mga nakalamina na mga sheet ng bakal na mapagpipilian, alin ang E, I, at L.

Kapag pinagsama ang paglalamina upang mabuo ang core, palagi silang nakasalansan sa isang paraan na ang mga panig ng magkasanib na kahalili. Halimbawa, ng mga sheet ay pinagsama bilang harapan sa harap ng unang pagpupulong, ibabalik ang mga ito para sa susunod na pagpupulong tulad ng ipinakita sa imahe sa ibaba. Ginagawa ito upang maiwasan ang mataas na pag-aatubili sa mga kasukasuan.

Coil

Kapag nagtatayo ng isang transpormer, napakahalaga na tukuyin ang uri ng transpormer bilang alinman sa pag-angat o pagbaba ng pababa dahil natutukoy nito ang bilang ng mga liko na magkakaroon sa pangunahin o pangalawang likaw.

Mga uri ng Transformer:

Karamihan ay mayroong tatlong uri ng mga transformer ng boltahe;

1. Hakbang Down Transformers

2. Hakbang Up Transformers

3. Mga Isolation Transformer

Ang mga step-down transformer ay mga transformer na nagbibigay ng isang nabawasang halaga ng boltahe na inilapat sa pangunahing likaw sa pangalawang likaw, habang para sa isang step up na transpormer, ang transpormer ay nagbibigay ng isang nadagdagan na halaga ng boltahe na inilapat sa pangunahing likaw, sa pangalawang likid

Ang mga Isolation Transformer ay mga transformer na nagbibigay ng parehong boltahe na inilapat sa pangunahin sa pangalawang at sa gayon karaniwang ginagamit upang ihiwalay ang mga de-koryenteng circuit.

Mula sa paliwanag sa itaas, ang paglikha ng isang partikular na uri ng transpormer ay maaari lamang makamit sa pamamagitan ng pagdidisenyo ng bilang ng mga liko sa bawat isa sa pangunahing at pangalawang coil upang ibigay ang kinakailangang output, maaari itong matukoy ng turn ratio. Maaari mong basahin ang na-link na tutorial upang malaman ang higit pa tungkol sa iba't ibang mga uri ng mga transformer.

Ang Transformer ay Lumiliko sa Ratio at Equation ng EMF:

Ang transpormer ay lumiliko ratio (n) ay ibinigay ng equation;

n = Np / Ns = Vp / Vs

kung saan n = lumiliko ang ratio

Np = Bilang ng mga liko sa pangunahing likaw

Ns = Bilang ng mga liko sa pangalawang likaw

Vp = Boltahe na inilapat sa pangunahing

Vs = Boltahe sa pangalawang

Ang ugnayan na inilarawan sa itaas ay maaaring magamit upang makalkula ang bawat isa sa mga parameter sa equation.

Ang pormula sa itaas ay kilala bilang aksyon ng boltahe ng mga transformer.

Dahil sinabi namin na ang kapangyarihan ay mananatiling pareho pagkatapos ng pagbabago pagkatapos;

Ang formula na ito sa itaas ay tinukoy bilang kasalukuyang aksyon ng transpormer. Na nagsisilbing patunay na ang transpormer ay hindi lamang nagbabago ng boltahe ngunit binabago rin ang kasalukuyang.

Equation ng EMF:

Ang bilang ng mga liko ng likaw ng alinman sa pangunahin o pangalawang likaw ay tumutukoy sa dami ng kasalukuyang ipinahiwatig nito o sanhi nito. Kapag ang kasalukuyang inilapat sa pangunahing ay nabawasan, ang lakas ng magnetic field ay nabawasan at pareho para sa kasalukuyang sapilitan sa pangalawang paikot-ikot.

E = N (dΦ / dt)

Ang Halaga ng boltahe na sapilitan sa pangalawang paikot-ikot na ibinibigay ng equation:

Kung saan ang N ay ang bilang ng mga liko sa pangalawang paikot-ikot.

Habang nag-iiba ang pagkilos ng bagay sa sinusoidally, ang magnetic flux Φ = Φ _max sinwt

ganito

E = N * w * Φmax * cos (wt) Emax = NwΦmax

Ang ugat na nangangahulugang parisukat na halaga ng Induced Emf ay nakuha sa pamamagitan ng paghahati ng maximum na halaga ng emf ng √2

Ang equation na ito ay kilala bilang mga transformer EMF equation.

Kung saan: N ang bilang ng mga liko sa paikot-ikot na likid

f ay ang dalas ng pagkilos ng bagay sa hertz

Ang Φ ay ang density ng magnetic flux sa Weber

sa lahat ng mga halagang ito ay natutukoy, ang transpormer ay maaaring maitayo.

Kuryente

Tulad ng naunang ipinaliwanag, ang mga transformer ay nilikha upang matiyak na ang halaga ng lakas na elektrikal na nabuo sa mga bumubuo ng istasyon ay naihatid sa mga nagtatapos na gumagamit na may kaunti o walang pagkawala, kaya sa isang Ideal na transpormer, ang lakas sa output (pangalawang paikot-ikot) ay palaging kapareho ng ang lakas ng pag-input. Ang mga transformer ay tinutukoy bilang pare-pareho na mga aparato ng wattage, habang maaaring baguhin nila ang boltahe at kasalukuyang mga halaga, palaging ginagawa ito sa isang paraan na ang parehong lakas sa pag-input ay magagamit sa output.

Ganito

P _s = P _p

kung saan ang Ps ay ang lakas sa pangalawa at ang Pp ay ang lakas sa pangunahing.

Since P = IvcosΦ pagkatapos ko _s V _s cosΦ _s = ko _p V _p cosΦ _p

Kahusayan ng isang Transformer

Ang kahusayan ng isang transpormer ay ibinibigay ng equation;

Kahusayan = (output power / input power) * 100%

Habang ang output ng kuryente ng isang Ideal transpormer ay dapat na kapareho ng input ng kuryente, ang karamihan sa mga transformer ay malayo sa Ideal transpormer at nakakaranas ng pagkalugi sanhi ng maraming mga kadahilanan.

Ang ilan sa mga pagkalugi na maaaring maranasan ng isang transpormer ay nakalista sa ibaba;

1. Mga Pagkawala ng Copper

2. Pagkawala ng hysteresis

3. Eddy kasalukuyang pagkalugi

1. Mga Pagkawala ng Copper

Ang mga pagkalugi na ito ay minsan ay tinutukoy bilang paikot-ikot na pagkalugi o I ² R pagkalugi. Ang mga pagkalugi na ito ay nauugnay sa kuryente na nawala sa pamamagitan ng konduktor na ginamit para sa paikot-ikot na kapag ang kasalukuyang ay dumaan sa ito dahil sa paglaban ng conductor. Ang halaga ng pagkawala na ito ay maaaring kalkulahin gamit ang formula;

P = I ² R

2. Pagkawala ng hysteresis

Ito ay isang pagkawala na nauugnay sa pag-aatubili ng mga materyales na ginamit para sa core ng transpormer. Habang binabaligtad ng kasalukuyang alternating kasalukuyang direksyon, mayroon itong epekto sa panloob na istraktura ng materyal na ginamit para sa core dahil may kaugaliang sumailalim sa mga pisikal na pagbabago na gumagamit din ng bahagi ng enerhiya

3. Eddy Kasalukuyang Pagkawala

Ito ay isang pagkawala na karaniwang nasakop ng paggamit ng laminated manipis na mga sheet ng bakal. Ang eddy kasalukuyang pagkawala ay nagmumula sa ang katunayan na ang core ay din ng isang konduktor at maghimok isang emf sa pangalawang likawin. Ang mga alon na sapilitan sa core ayon sa kasalukuyang panahon ay tutulan ng batas ang magnetikong larangan at hahantong sa pagdumi ng enerhiya.

Isinasaalang-alang ang epekto ng mga pagkalugi sa mga kalkulasyon ng kahusayan ng transpormer, mayroon kaming;

Kahusayan = (input power - pagkalugi / input power) * 100% Lahat ng mga parameter na ipinahiwatig sa mga yunit ng lakas.