Gan maiņstrāvas/līdzstrāvas, gan līdzstrāvas/līdzstrāvas strāvas pārveidotāji un barošanas avoti izmanto transformatoru. Transformatori ir jebkuras elektriskās ķēdes būtiska sastāvdaļa. Tas var palielināt un samazināt spriegumu līdz drošai robežai. Transformatori ir obligāts komponents jebkurai ķēdei, kurai ir līdzstrāvas izeja un līnijas sprieguma ieeja. Līdzstrāvas/līdzstrāvas ķēdē transformators darbojas, pārslēdzot PWM signālus, nevis maiņstrāvas sinusoidālo signālu.
Vairāku tinumu transformatori var nodrošināt mums izejas jaudu ar augstu efektivitāti un pa vairākām sliedēm. Šiem transformatoriem ir vairākas sekundārās spoles, lai palielinātu vai samazinātu ieejas spriegumu līdz vajadzīgajai vērtībai. Šos transformatorus izmanto arī vairāku sliežu izolēšanai energosistēmā.
Īss izklāsts:
- Kas ir vairāku tinumu transformators
- Ievads divos sprieguma transformatoros
- Vairāki tinumu transformatora krāni
- Sprieguma konfigurācijas vairākiem tinumu transformatoriem
- Kas ir centrētais vairāku tinumu transformators
- Centra transformatori, kas izmanto divu sprieguma transformatoru
- Secinājums
Kas ir vairāku tinumu transformators
Tiek saukti transformatori, kuriem abās pusēs ir vairāk nekā viens tinums Vairāki tinumu transformatori . Parasti tiem ir viens primārais tinums un divi vai vairāki sekundārie tinumi. Šie transformatori ir noderīgi dažādiem mērķiem, piemēram, sprieguma regulēšanai, izolācijai un pretestības saskaņošanai.
Vairāku tinumu transformatori darbojas tāpat kā parastie transformatori. Viena atšķirība ir tā, ka viņiem ir vairāk nekā viens tinums abās pusēs . Lai tos savienotu kopā, mums jāpārbauda katra tinuma sprieguma polaritāte, kas ir atzīmēta ar punktiem. Punkti parāda tinuma pozitīvo (vai negatīvo) galu.
Transformatori darbojas ar savstarpēju indukciju, kas nozīmē, ka spriegums katrā tinumā ir proporcionāls apgriezienu skaitam, kā parādīts zemāk:
Jauda katrā tinumā ir vienāda, tāpēc pagriezienu attiecība ir vienāda ar spriegumu attiecību. Piemēram, ja primārajam tinumam ir 10 apgriezieni un 100 volti, bet sekundārajam tinumam ir 5 apgriezieni, tad sekundārais spriegums ir 50 volti. Tādā veidā vairāku tinumu transformatoriem var būt atšķirīgs izejas spriegums dažādām spolēm.
Transformators, kuram var būt dažādi sekundāri ar maināmiem vadu pagriezieniem. Pagriezienu skaits ietekmē elektrības spriegumu. Vairāk pagriezienu nozīmē augstāku spriegumu un mazāk pagriezienu nozīmē zemāku spriegumu. Tātad, transformators var radīt dažādus spriegumus dažādām ierīcēm no viena elektroenerģijas avota. Tas ir noderīgi elektroniskām shēmām, piemēram, barošanas avotiem un pārveidotājiem.
Tālāk ir sniegts vairāku tinumu transformators ar vairākiem sekundāro tinumu savienojumiem. Katrs no šiem sekundārajiem tinumiem nodrošina atšķirīgu sprieguma izvadi.
Mēs varam izmantot primāro tinumu atsevišķi vai savienot to ar dažādu citu tinumu pāri, lai darbinātu transformatoru. Tomēr sekundārā tinuma savienojums ir atkarīgs no tā, cik liels spriegums mums ir nepieciešams izejas pusē. Sekundārais tinums paralēlā konfigurācijā ir iespējams tikai tad, ja abiem savienotajiem tinumiem jābūt elektriski identiskiem. Citiem vārdiem sakot, to strāvas un sprieguma rādītājiem ir jāsakrīt.
Ievads divos sprieguma transformatoros
Divu sprieguma transformatori satur divus primāros tinumus un divus sekundāros tinumus. Abu primāro sprieguma un strāvas specifikācijas ir identiskas. Tāpat arī abu sekundāro tinumu sprieguma un strāvas rādītāji ir vienādi. Šie transformatori ir izstrādāti tā, lai tos varētu izmantot dažādos lietojumos. Mēs varam mainīt šo tinumu transformatora krānus, lai izveidotu virknes un paralēlu kombināciju augstākām strāvas un sprieguma prasībām. Šie vairāku tinumu transformatoru veidi tiek saukti par Duālie sprieguma transformatori .
Vairāki tinumu transformatora krāni
Daži transformatori ir izstrādāti tā, lai jūs varētu mainīt to pagrieziena attiecību, mainot primāro un sekundāro sānu savienojumus. Šos savienojumus transformatora primārajā vai sekundārajā pusē sauc transformatoru krāni .
Pazeminošs transformators ar dubultu primāro un dubulto sekundāro tinumuTransformatora pieslēguma diagramma parāda primāro un sekundāro tinumu viena pieskāriena savienojumu. Šajā attēlā mēs varam redzēt, ka sekundārās (400) pagriezieni ir vairāk nekā primārās (100) spoles pagriezieni. Tātad šī ir pazeminoša transformatora savienojuma shēma ar dubultu primāro un dubulto sekundāro tinumu.
Dotajam transformatoram ir divi primārie un divi sekundārie tinumi. Šajos tinumos katru galu sauc par spaili, un katram tinumam ir spaiļu pāris.
Primārās vai augstsprieguma sānu spailes ir nosauktas H₁ un H₂ .
Skatoties uz transformatoru no sekundārās puses, transformatora augstsprieguma spaile ir apzīmēta kā H₁ . Saskaņā ar CSA teikto, tas ir kļuvis par nozares standartu augstsprieguma spailes marķēšanai, redzot to no sekundārās puses.
Līdzīgi citi augstsprieguma tinumu sānu spailes ir marķēti kā H₃ un H4 .
No attēla redzams, ka augstsprieguma transformatora sekundārā spailes marķēšanai tiek izmantots burts X . Divas sekundārās vai zemsprieguma sānu spailes ir marķētas X 1 , X 2 , un X 3 , X 4 .
Transformatoriem ar diviem tinumiem katrā primārajā un sekundārajā tinumā ir priekšrocība. Tādā veidā katrs transformatora tinumu pāris tiek savienots vai nu virknē, vai paralēli.
Pazeminošs transformators ar sērijveidā pieslēgtu primāro tinumu un paralēli pieslēgtu sekundāro tinumuTagad apsveriet tālāk redzamo transformatora krāna savienojuma shēmu. Šajā konfigurācijā ir arī divi primārie un divi sekundārie tinumi. Šeit abi primārās puses tinumi ir virknē, bet sekundārie ir paralēli.
No krāna savienojuma var redzēt, ka augstsprieguma pusē, spaile H₂ ir savienots ar termināli H₃ . Tādējādi abi augstsprieguma tinumi ir virknē viens ar otru. Apgriezienu skaits abiem augstsprieguma primārajiem tinumiem ir 400 apgriezieni. Tātad primārajā jeb augstsprieguma pusē kopā ir 800 apgriezieni.
Terminālis X 1 zemsprieguma pusē ir savienots ar spaili X 3 , kamēr terminālis X 2 ir savienots ar termināli X 4 .
Divi zemsprieguma tinumi, katrs ar 100 apgriezieniem, ir savienoti paralēli. Tādējādi tiek izveidots viens sekundārais tinums, kuram kopā ir 100 apgriezieni.
Tātad šim transformatoram ir 800 apgriezienu primārais un 100 apgriezienu sekundārais, un tagad tas ir konfigurēts kā pazeminošs transformators ar apgriezienu attiecību 8:1 .
Pazeminošs transformators ar primārajiem augstsprieguma tinumiem un sekundārajiem zemsprieguma tinumiem sērijāTagad apsveriet to pašu transformatoru ar atšķirīgu krāna savienojumu konfigurāciju. Šajā scenārijā augstsprieguma tinumi un zemsprieguma tinumi ir savstarpēji savienoti virknē.
Augstsprieguma tinumiem ir divi 400 apgriezienu primārie tinumi, kas ir savienoti virknē. Tādējādi tiks izveidots augstsprieguma viens tinums ar kopējo apgriezienu skaitu 800. Tāpat arī divi 100 apgriezienu zemsprieguma tinumi ir savienoti virknē. Tā rezultātā tiks izveidots viens sekundārais tinums ar 200 apgriezieniem. Tātad jaunā modificētā pagrieziena attiecība, ko mēs iegūsim, tagad ir 800:200 vai 4:1 .
Pazeminošs transformators ar primārajiem augstsprieguma tinumiem paralēlos un sekundāros zemsprieguma tinumos sērijāŠajā transformatora konfigurācijā abi primārās puses tinumi ir paralēlā savienojumā, bet abu sekundāro pušu savienojumi ir virknē. Tā kā primārie tinumi ir paralēli, abi 400 apgriezienu primārie tinumi darbosies kā viens primārais tinums ar 400 apgriezieniem.
Abi tinumi sekundārajās pusēs ir savienoti virknē, katram no tiem ir 1000 apgriezieni. Tie abi kopā veido vienu 200 apgriezienu sekundāro zemsprieguma tinumu. Jaunā pagrieziena attiecība, ko mēs iegūsim šai transformatora konfigurācijai, ir 400:200 vai 2:1 .
Tāpēc mēs esam aptvēruši dažādas transformatora konfigurācijas ar dubultu primāro un divkāršo sekundāro tinumu. Tādā veidā mēs varam pielāgot primāro un sekundāro krāna savienojumus, lai iegūtu dažādas pagrieziena attiecības.
Sprieguma konfigurācijas vairākiem tinumu transformatoriem
Dažādas konfigurācijas ļauj savienot vairākus tinumu transformatorus. Katra veida savienojums ir atkarīgs no vairākiem faktoriem, piemēram, cik liels ir mums nepieciešamais izejas spriegums un barošanas kopne, kurai jāpievieno transformators. No spoles konfigurācijas ir atkarīgs arī tas, vai primārās vai sekundārās puses ir savienotas virknē vai paralēli.
Apskatīsim dažas galvenās vairāku tinumu transformatoru konfigurācijas:
1. Vairāku tinumu transformatora konfigurācija
Vairāku tinumu transformatoram ir divi primārie un divi sekundārie tinumi. Apsveriet šādu vairāku tinumu transformatoru, kas parādīts attēlā:
Dažas galvenās vairāku tinumu transformatora īpašības ir:
- Transformatoriem var būt vairāki primārie tinumi, vairāki sekundārie tinumi vai abi.
- Maksimālais spriegums katrā augstsprieguma puses tinumā ir zemākais no diviem spriegumiem.
- Maksimālais spriegums katrā zemsprieguma tinumā ir zemākais no diviem sekundārajiem spriegumiem.
- Izolāciju var sabojāt jebkurš spriegums, kas ir augstāks par norādītajām vērtībām.
- Katrs transformatora tinums var droši apstrādāt pusi no transformatora kilovoltu ampēriem (kVA).
- Lai iegūtu nepieciešamo spriegumu, varam savienot akumulatorus virknē vai paralēli.
2. Vairāku spoļu sadales transformators
Dotais transformators ir novērtēts kā 50 kVA, 2400/4800 V – 120/240 V. No tā var secināt, ka augstsprieguma puse var izturēt maksimāli 2400 V uz vienu tinumu. Un šis spriegums vienmēr būs mazāks par diviem spriegumiem. Līdzīgi zemsprieguma puses vai sekundārās puses tinumam ir maksimālais spriegums 120 V vienam tinumam. Atcerieties, ka šo nominālo sprieguma pārsniegšana var sabojāt izolāciju.
Primārās puses (augstsprieguma) savienojums
- Ja vēlaties savienot šī 50 kVA transformatora augstsprieguma pusi ar 4800 V kopni, jums būs jāsavieno divi tinumi virknē. Tādā veidā 4800 V kopnes spriegums tiks vienmērīgi sadalīts, un katram tinumam būs jāiztur 2400 V slodze.
- Pievienojot augstsprieguma pusi 2400 V kopnei, izmantojiet paralēlo savienojumu. Tas nodrošinās, ka katrs tinums piedzīvo 2400 V.
Sekundārās puses (zemsprieguma) savienojums
- Lai zemsprieguma vai sekundāro pusi savienotu ar 240 V kopni, savienojiet abus tinumus virknē. Tas sadala kopnes spriegumu vienādi, nodrošinot 120 V katram tinumam.
- Ja nepieciešams savienot zemsprieguma pusi ar 120 V kopni, izmantojiet paralēlo savienojumu. Tādā veidā katrs tinums darbojas ar 120 V spriegumu.
3. Pašreizējie aprēķini
Transformatorā volt-ampēru (VA) vērtību var aprēķināt, ņemot sprieguma un strāvas reizinājumu. Iepriekšējā konfigurācijā norādītais transformators spēj apstrādāt tikai pusi no kopējās kVA. Katrs augstsprieguma tinums un katrs zemsprieguma tinums ir novērtēts ar 25 kVA.
Strāvas aprēķināšana augstsprieguma tinumam (primārais):
Tātad no iepriekšminētā rezultāta mēs varam secināt, ka maksimālā strāva, ko var izturēt augstsprieguma tinums, ir 10,4 ampēri.
Strāvas aprēķināšana zemsprieguma tinumam (sekundāram):
Zemsprieguma tinumam maksimālā strāva, ko tā var apstrādāt, ir 208,3 ampēri.
Tagad apskatīsim kombinētās vērtības, ja abas spoles aplūko kopā:
Strāvas aprēķināšana augstsprieguma tinumam (primārajam) ar pilnu VA:
Maksimālā strāva augstsprieguma tinumam, ņemot vērā abas primārās spoles, ir 10,4 ampēri.
Strāvas aprēķināšana zemsprieguma tinumam (sekundārajam) ar pilnu VA:
Atkal maksimālā strāva zemsprieguma tinumam ir 208,3 ampēri.
Tātad, neatkarīgi no tā, vai mēs uzskatām vienu spoli un pusi VA vai abas spoles ar pilnu VA, aprēķinātās maksimālās strāvas gan augstsprieguma, gan zemsprieguma tinumiem paliek nemainīgas. Tas ir saistīts ar transformatora īpašo konstrukciju un reitingu.
4. Vairāku tinumu transformatora trīs vadu savienojumi
Pieskaroties transformatoram centrā ar vienu līniju, tiks iegūta 120 V izeja, savukārt divreiz pieskaroties ar abām līnijām, jūs iegūsit 240 V.
Trīs vadu sekundārajos savienojumos (120/240 V) transformators pilnu kVA piegādās tikai tad, ja tam būs ideāli līdzsvarota slodze. Nesabalansētas slodzes rezultātā viens tinums tiek pārslogots. Tas pārsniegs pašreizējo nominālo vērtību, jo katrs tinums var apstrādāt tikai pusi no nominālās kVA.
Kas ir centrētais vairāku tinumu transformators
Centra krāna transformators ir paredzēts, lai nodrošinātu divus dažādus sekundāros spriegumus. Šie spriegumi ir IN A un IN B , ar kopīgu savienojumu starp tām. Šī transformatora iestatīšana radīs divfāžu, 3 vadu barošanas avotu.
Sekundārie spriegumi un barošanas spriegums IN lpp ir vienādi un tieši proporcionāli. Rezultātā jauda katrā tinumā ir vienāda. Spriegumi šajos sekundārajos tinumos ir atkarīgi no pagriezienu attiecības.
Iepriekš redzamajā diagrammā varat redzēt standarta centra krāna transformatoru. Centrālais pieskāriena punkts atrodas sekundārā tinuma centrā. Tas radīs kopīgu savienojumu diviem sekundāriem spriegumiem, kas ir vienādi pēc lieluma, bet pretēji polaritātei. Kad iezemējat centrālo krānu, IN A spriegums kļūs pozitīvs attiecībā pret zemi. Kamēr IN B kļūs negatīvs un ir pretējā virzienā. Tas nozīmē, ka tie ir elektriski par 180° ārpus fāzes.
Tomēr nezemēta centra krāna transformatora izmantošanai ir trūkums. Sakarā ar nevienmērīgu strāvas plūsmu caur trešo savienojumu, tas radīs nelīdzsvarotu spriegumu abos sekundārajos tinumos. Šo gadījumu jūs redzēsit īpaši, ja slodzes nav līdzsvarotas.
Centra transformatori, kas izmanto divu sprieguma transformatoru
Mēs varam arī izveidot centra krāna transformatoru, izmantojot divu sprieguma transformatoru. Lai to izdarītu, virknē savienojiet sekundāros tinumus un to centrālo saiti, kas kalpo kā krāns. Ja katra sekundārā tinuma izeja ir V, tad sekundārā kopējais izejas spriegums būs 2V.
Secinājums
Vairāku tinumu transformatoriem ir daudz pielietojumu elektriskās un elektroniskās shēmās. Šie divu vai vairāku tinumu transformatori var piegādāt dažādus izejas spriegumus atkarībā no sekundāro apgriezienu skaita. Vairākus tinumu transformatorus var savienot virknē vai paralēli, lai izvadītu palielinātu spriegumu vai strāvu. Varat arī izveidot centrālo transformatoru, savienojot virknē abus to sekundāros tinumus.