Αυτομετασχηματιστής- αυτή είναι μια συσκευή για την αλλαγή της τάσης AC διατηρώντας τη συχνότητά της, με βάση την επίδραση της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, η οποία έχει μια κοινή περιέλιξη στο μαγνητικό κύκλωμα και τουλάχιστον τρία συμπεράσματα από αυτό.
Με απλά λόγια, οι αυτομετασχηματιστές είναι ένας τύπος συμβατικών μετασχηματιστών τάσης, στους οποίους υπάρχει μόνο ένα τύλιγμα, μερικές από τις στροφές του οποίου εκτελούν τη λειτουργία του πρωτεύοντος τυλίγματος και μέρος του δευτερεύοντος.
Για καλύτερη κατανόηση, ας δούμε τη συσκευή του πιο συνηθισμένου τύπου αυτομετασχηματιστών.
Συσκευή αυτομετασχηματιστή
Τις περισσότερες φορές, ένας τυπικός αυτομετασχηματιστής είναι ένα σπειροειδές μαγνητικό κύκλωμα - ένας πυρήνας κατασκευασμένος από ηλεκτρικό χάλυβα με τη μορφή δακτυλίου, πάνω στον οποίο τυλίγεται ένα χάλκινο σύρμα - που ονομάζεται περιέλιξη.
Επιπλέον, προκειμένου αυτός ο σχεδιασμός να χρησιμεύσει ως αυτομετασχηματιστής, έχει μια πρόσθετη "βρύση" - μια βρύση από αυτή την περιέλιξη, υπάρχουν τουλάχιστον τρεις επαφές συνολικά.
Η συσκευή αυτόματου μετασχηματιστή φαίνεται ξεκάθαρα στην παρακάτω εικόνα:
Σε αυτό το παράδειγμα, μπορείτε να δείτε έναν αυτομετασχηματιστή, στις ακραίες επαφές του οποίου είναι συνδεδεμένη μια πηγή τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος, στη φάση Α, στο Χ - μηδέν. Όλες οι στροφές του σύρματος μεταξύ αυτών των σημείων θεωρούνται το κύριο τύλιγμα.
Φορτίο, κάποια ηλεκτρική συσκευή που απαιτεί λιγότερη τάση για να λειτουργήσει από ό,τι προέρχεται από το δίκτυο, συνδέεται στους ακροδέκτες a2 και X - οι στροφές μεταξύ αυτών των επαφών είναι ήδη η δευτερεύουσα περιέλιξη.
Όπως μπορείτε να δείτε, ο αυτομετασχηματιστής έχει μόνο μία περιέλιξη, αλλά ταυτόχρονα, η τάση, εάν μετρηθεί σε διαφορετικά σημεία σύνδεσης, θα είναι διαφορετική, γιατί αλλάζει και πώς να καθορίσουμε πόσο (λόγος μετασχηματισμού) θα εξετάσουμε παρακάτω.
Ονομασία του αυτομετασχηματιστή στα διαγράμματα
Παρεμπιπτόντως, μπορείτε πολύ εύκολα να αναγνωρίσετε έναν αυτομετασχηματιστή σε οποιοδήποτε κύκλωμα και να τον διακρίνετε από έναν συμβατικό μετασχηματιστή, τις περισσότερες φορές σημειώνεται έτσι:
Όπως μπορείτε να δείτε, ο αυτομετασχηματιστής δείχνει σχηματικά όλα τα κύρια στοιχεία του: μια ευθεία γραμμή είναι ένας χαλύβδινος πυρήνας, στη μία πλευρά του οποίου υπάρχει μια ενιαία περιέλιξη - με τη μορφή κυματιστή γραμμής, από την οποία υπάρχουν πολλές βρύσες.
Δεν θα είναι δυνατό να το συγχέουμε με έναν συμβατικό μετασχηματιστή, επειδή θα έχει τουλάχιστον δύο περιελίξεις στις πλευρές του πυρήνα στο διάγραμμα.
Με περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με τις θεμελιώδεις διαφορές μεταξύ ενός αυτομετασχηματιστή και ενός συμβατικού μετασχηματιστή τάσης, θα μιλήσω στο δεύτερο μέρος αυτού του άρθρου.
Η αρχή της λειτουργίας ενός αυτομετασχηματιστή
Και τώρα, για καλύτερη κατανόηση της βασικής αρχής λειτουργίας των αυτομετασχηματιστών, θα εξετάσουμε τις διεργασίες που συμβαίνουν σε αυτούς.
Ως παράδειγμα, θα πάρουμε έναν αυτομετασχηματιστή, ο οποίος μπορεί και να αυξήσει την τάση εξόδου και να τη μειώσει, σε σχέση με την αρχική. Ο συνολικός αριθμός στροφών χάλκινου σύρματος γι 'αυτόν, για την ευκολία των υπολογισμών, είναι 20, μοιάζει με αυτό:
Όπως μπορείτε να δείτε, ένα τέτοιο μοντέλο έχει ήδη τέσσερα σημεία σύνδεσης σε μια κοινή περιέλιξη: A1, a2, a3 και X.
Στις επαφές A1 και N - συνδέεται μια πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος, για παράδειγμα, η τροφοδοσία ενός τυπικού τροφοδοτικού πόλης, με τάση (U1), στην περίπτωσή μας αυτά είναι τυπικά 220V. Συνολικά, υπάρχουν 18 στροφές χάλκινου σύρματος μεταξύ αυτών των σημείων, αυτό το τμήμα της σπείρας ορίζεται ως W1, θεωρείται η κύρια περιέλιξη του αυτομετασχηματιστή.
Τι συμβαίνει όταν εφαρμόζεται τάση σε έναν αυτομετασχηματιστή
Όταν εναλλασσόμενο ρεύμα ρέει μέσω της περιέλιξης, στον πυρήνα (μαγνητικό κύκλωμα) του αυτομετασχηματιστή, σχηματίζεται μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή, η οποία κυκλοφορεί μέσω του κλειστού μαγνητικού πυρήνα, διαπερνώντας ΟΛΕΣ τις στροφές της περιέλιξης.
Με απλά λόγια, όταν το ρεύμα συνδέεται με την κύρια περιέλιξη - στο παράδειγμά μας, σε 18 στροφές, η μαγνητική ροή που ρέει μέσω του πυρήνα διαπερνά ολόκληρη την περιέλιξη, και τις 20 στροφές. Η τάση στο πρωτεύον τύλιγμα (στα σημεία σύνδεσης A1 και X) παραμένει 220 V ή, εάν κατανέμεται σε κάθε στροφή 220/18 = 12.222 ... Volt για το καθένα.
Τώρα, για να μάθουμε ποια τάση σχηματίζεται και στις 20 στροφές, στα σημεία a2 και X, συνδέουμε το φορτίο, κάποια ηλεκτρική συσκευή - αυτή θα είναι η δευτερεύουσα περιέλιξη του αυτομετασχηματιστή. Στο διάγραμμα, υποδηλώνουμε υπό όρους το φορτίο, μια ορισμένη ηλεκτρική συσκευή συνδεδεμένη σε αυτή την περιέλιξη, την τάση U2 και τον αριθμό των στροφών μεταξύ των επαφών W2 = 20.
Η εξάρτηση μεταξύ των περιελίξεων ενός αυτομετασχηματιστή εκφράζεται με τον ακόλουθο τύπο:
U1/w1 = U2/w2 , όπου U1 είναι η τάση στην πρώτη περιέλιξη, U2 είναι η τάση στη δεύτερη περιέλιξη, w1 είναι ο αριθμός των στροφών της πρώτης περιέλιξης, w2 είναι ο αριθμός των στροφών της δεύτερης περιέλιξης.
Από αυτόν τον τύπο προκύπτει ότι η τάση στο δευτερεύον τύλιγμα αλλάζει σε σχέση με την τάση του πρωτεύοντος τυλίγματος, ανάλογα με τη διαφορά στις στροφές. Στο παράδειγμά μας, μια στροφή του πρωτεύοντος τυλίγματος αντιστοιχεί σε 12,22.. Volt, ενώ το δευτερεύον τύλιγμα έχει 2 περισσότερες στροφές, αντίστοιχα, η συνολική τάση του τυλίγματος είναι υψηλότερη κατά 24,44.. Volt.
Αυτό αποδεικνύεται από έναν απλό υπολογισμό:
U1/w1 = U2/w2,
220 Volt/18 Στροφές=U2/20 Στροφές,
U2 = 220*20/18 = 244,44V
Ένας αυτομετασχηματιστής στον οποίο αυξάνεται η τάση στο δευτερεύον τύλιγμα ονομάζεται step-up.
Γνωρίζοντας τη σχέση μεταξύ των περιελίξεων, μπορούμε να υπολογίσουμε την αναλογία μετασχηματισμού, μια τιμή που καθιστά εύκολο τον προσδιορισμό της αλλαγής στις παραμέτρους εισόδου (τάση, αντίσταση, ένταση ρεύματος) στο δευτερεύον τύλιγμα.
ΠΡΟΣ ΤΗΝΟ συντελεστής μετασχηματισμού υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον ακόλουθο τύπο: U1/U2=w1/w2
Στην περίπτωσή μας, προκύπτει 220/244,44=18/20=0,9
Τώρα ας δούμε πώς αλλάζουν οι τάσεις στις υπόλοιπες επαφές.
Συνδέουμε το φορτίο στις επαφές a3 και X του αυτομετασχηματιστή μας, ο αριθμός των στροφών w3 για αυτήν την περιέλιξη είναι 16, συμβολίζουμε την τάση ως U3.
Ακολουθώντας τον ίδιο τύπο, υπολογίζουμε την τάση:
U1 / w1 \u003d U3 / w3 \u003d 220/18 \u003d U3 / 16, από εδώ προκύπτει ότι U3 \u003d 220 * 16/18 \u003d 195,55 .. Volt και η αναλογία μετασχηματισμού w3 / U1 / w3 \u003d 220/195 ,55=18/16=1,125, αυτή η περιέλιξη έχει υποχωρήσει.
Ένας αυτομετασχηματιστής στον οποίο μειώνεται η τάση στο δευτερεύον τύλιγμα ονομάζεται βήμα προς τα κάτω.
Τώρα, γνωρίζοντας τις αναλογίες μετασχηματισμού σε όλες τις εξόδους του αυτομετασχηματιστή, μπορούμε εύκολα να προσδιορίσουμε, για παράδειγμα, ποια θα είναι η τάση στο δευτερεύον τύλιγμα εάν αλλάξει η τάση της πηγής ηλεκτρικού ρεύματος:
Για παράδειγμα, σε τάση πηγής AC στο πρωτεύον τύλιγμα 200 V, αυτός ο μετασχηματιστής έχει:
Στις επαφές a2 και X, με λόγο μετασχηματισμού k1=0,9, η τάση θα είναι U2=200V / 0,9= 222,22 V
Στις επαφές a3 και X, με λόγο μετασχηματισμού k2=1,125, η τάση είναι U3=200/1,125=177,77 V
ΚΑΝΟΝΑΣ: Εάν η αναλογία μετασχηματισμού k>1, τότε ο μετασχηματιστής είναι υποβιβασμένος, εάν k<1, то повышающий.
Τις περισσότερες φορές, ένας τυπικός αυτομετασχηματιστής έχει περισσότερες απαγωγές από ό,τι στο παράδειγμά μας, περισσότερα βήματα για τη ρύθμιση της εισερχόμενης τάσης ή ρεύματος.
Η λογική ανάπτυξη των αυτομετασχηματιστών ήταν η εμφάνιση των λεγόμενων ΡΥΘΜΙΖΟΜΕΝΩΝ ΑΥΤΟΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΤΩΝ, οι οποίοι δεν έχουν πολλές πρόσθετες βρύσες με διαφορετικούς λόγους μετασχηματισμού και ο αριθμός των στροφών της δευτερεύουσας περιέλιξης αλλάζει μετακινώντας την κινητή επαφή κατά μήκος της - διαβάστε περισσότερα για αυτό .
Αλλαγή της ισχύος ρεύματος σε έναν αυτομετασχηματιστή
Υπάρχει ένας απλός κανόνας για την τρέχουσα ισχύ - το ρεύμα στο τύλιγμα υψηλότερης τάσης είναι μικρότερο από το ρεύμα στο τύλιγμα χαμηλότερης τάσης.
Με άλλα λόγια, εάν χρησιμοποιείται μια στάθμη προς τα κάτω από την κύρια περιέλιξη ενός αυτομετασχηματιστή, τότε το ρεύμα στο δευτερεύον τύλιγμα θα είναι μεγαλύτερο και η τάση θα είναι χαμηλότερη και αντίστροφα, εάν χρησιμοποιείται μια ανοδική βρύση , τότε το ρεύμα στη δευτερεύουσα περιέλιξη θα είναι χαμηλότερο και η τάση θα είναι υψηλότερη.
Οι ισχύς και στις δύο περιελίξεις είναι περίπου οι ίδιες, επομένως, σύμφωνα με το νόμο OMA:
I1U1 = I2U2, όπου I1 - ρεύμα στο πρωτεύον τύλιγμα, I2 - ρεύμα στη δευτερεύουσα περιέλιξη, U1 - τάση στο πρωτεύον τύλιγμα, U2 - τάση στη δευτερεύουσα περιέλιξη.
Κατά συνέπεια, το ρεύμα, για παράδειγμα, στην κύρια περιέλιξη υπολογίζεται ως εξής: I1 = U2 * I2 / U1
Γνωρίζοντας πώς αλλάζει το ρεύμα, μπορείτε να επιλέξετε εκ των προτέρων τα σωστά καλώδια τροφοδοσίας και προστατευτικό αυτοματισμό.
Τώρα που είστε εξοικειωμένοι με την αρχή λειτουργίας ενός αυτομετασχηματιστή και γνωρίζετε το σχεδιασμό του, ας δούμε ποιοι είναι, ο σκοπός και οι εφαρμογές τους, ποια είναι τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και πώς διαφέρουν θεμελιωδώς από τους συμβατικούς μετασχηματιστές. Διαβάστε όλα αυτά και πολλά άλλα στο δεύτερο μέρος αυτού του άρθρου. Εγγραφείτε στην ομάδα μας VKontakte, μείνετε συντονισμένοι για νέα υλικά!
Υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες είναι απαραίτητο να αλλάξετε την τάση εντός σχετικά μικρών ορίων. Ο ευκολότερος τρόπος για να γίνει αυτό είναι με μετασχηματιστές μονής περιέλιξης, οι οποίοι ονομάζονται επίσης αυτομετασχηματιστές. Σε περίπτωση που ο λόγος μετασχηματισμού δεν είναι πολύ διαφορετικός από τη μονάδα, τότε η διαφορά μεταξύ των ρευμάτων στις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις θα είναι μικρή. Εάν συνδυάσετε και τις δύο αυτές περιελίξεις, θα έχετε ένα κύκλωμα του πιο συνηθισμένου αυτομετασχηματιστή. Αυτοί οι μετασχηματιστές ανήκουν στην ομάδα των συσκευών ειδικού σκοπού.
Η κύρια διαφορά μεταξύ των αυτομετασχηματιστών και των συμβατικών μετασχηματιστών είναι το γεγονός ότι η περιέλιξη της χαμηλότερης τάσης τους είναι αναπόσπαστο μέρος της περιέλιξης υψηλότερης τάσης. Με άλλα λόγια, τα κυκλώματα αυτών των περιελίξεων έχουν εκτός από μαγνητική και γαλβανική σύνδεση. Προκειμένου να επιτευχθεί αύξηση ή μείωση της τάσης, είναι απαραίτητο να ενεργοποιήσετε ανάλογα τις περιελίξεις του αυτομετασχηματιστή. Είναι καλύτερο να τα χρησιμοποιείτε σε περιπτώσεις όπου απαιτείται μια μικρή αλλαγή στην τάση. Στη συνέχεια, το τμήμα της περιέλιξης που συνδέει και τα δύο κυκλώματα μπορεί να κατασκευαστεί από λεπτό σύρμα, το οποίο εξοικονομεί μέταλλο και, φυσικά, χρήματα.
Η αρχή της λειτουργίας των αυτομετασχηματιστών
Επίσης, με τη βοήθεια ενός αυτομετασχηματιστή, μπορείτε να εξοικονομήσετε σημαντικά χάλυβα, που χρησιμοποιείται για την κατασκευή ενός σύρματος μαγνήτη. Δεδομένου του γεγονότος ότι αυτό το τμήμα είναι αρκετά μεγάλο, η εξοικονόμηση είναι σημαντική. Σε άλλους ηλεκτρομαγνητικούς μετατροπείς, η ενέργεια μεταφέρεται μέσω ενός μαγνητικού πεδίου μεταξύ δύο περιελίξεων. Στους αυτομετασχηματιστές, πραγματοποιείται τόσο μέσω ενός μαγνητικού πεδίου όσο και μέσω μιας άμεσης ηλεκτρικής σύνδεσης.
Μια τέτοια συσκευή έχει ήδη καταφέρει να φανεί αποκλειστικά από την καλή πλευρά. Οι αυτομετασχηματιστές ανταγωνίζονται καλά τους παραδοσιακούς μετασχηματιστές δύο περιελίξεων. Αλλά μόνο όταν η αναλογία μετασχηματισμού τους δεν είναι πολύ διαφορετική από την ενότητα. Σε γενικές γραμμές, οι αυτομετασχηματιστές από άποψη σχεδιασμού δεν διαφέρουν πολύ από τους μετασχηματιστές. Διαθέτουν επίσης ράβδους μαγνητικού πυρήνα, πάνω στις οποίες τοποθετούνται δύο περιελίξεις, από τις οποίες εξάγονται συμπεράσματα. Τα περισσότερα από τα εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται σε αυτομετασχηματιστές χρησιμοποιούνται επίσης σε μετασχηματιστές δύο περιελίξεων.
Τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του
Η κύρια δομική διαφορά μεταξύ ενός αυτομετασχηματιστή και ενός μετασχηματιστή είναι ότι σε έναν αυτομετασχηματιστή, μέρος της περιέλιξης HV είναι μια περιέλιξη LV. Από αυτή την άποψη, η ενέργεια από το πρωτεύον κύκλωμα στο δευτερεύον μεταφέρεται όχι μόνο λόγω της μαγνητικής σύνδεσης μεταξύ αυτών των κυκλωμάτων, αλλά και λόγω της άμεσης ηλεκτρικής σύνδεσης αυτών των κυκλωμάτων. Εξετάστε τη λειτουργία ενός μονοφασικού αυτομετασχηματιστή με βήμα προς τα κάτω (Εικ. 3.2, α).
Το τμήμα περιέλιξης aX είναι κοινό για τα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα κυκλώματα. Παραμέληση του ρεύματος x. x., γράφουμε την εξίσωση MDS:
I1 w AX + w aX I2=0.
Διαιρώντας αυτήν την εξίσωση με τον αριθμό των στροφών της περιέλιξης w AX , λαμβάνουμε την εξίσωση για τα ρεύματα του αυτομετασχηματιστή:
I 1 + I 2 (w aX / w AX)=0, ή I 1 = - I 2 / k A , (3.5)
όπου k A \u003d w AX / w aX είναι ο λόγος μετασχηματισμού του αυτομετασχηματιστή.-
Ένα ρεύμα I12 διέρχεται από το κοινό μέρος των στροφών aX της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή, το οποίο είναι ίσο με το αλγεβρικό άθροισμα των ρευμάτων, δηλ.
I 12 \u003d I 1 + I 2. (3.6)
Σε έναν υποβιβαζόμενο αυτομετασχηματιστή, το δευτερεύον ρεύμα είναι μεγαλύτερο από το πρωτεύον, δηλαδή I2>I1. Από αυτό προκύπτει ότι σε αυτόν τον μετασχηματιστή το ρεύμα I12 στο κοινό τμήμα των στροφών aX είναι ίσο με τη διαφορά μεταξύ του δευτερεύοντος και του πρωτεύοντος ρεύματος:
I12 \u003d I 2 -I1. (3.7)
Εάν ο λόγος μετασχηματισμού του αυτομετασχηματιστή είναι ελαφρώς μεγαλύτερος από ένα, τότε τα ρεύματα I1 και I2 διαφέρουν ελάχιστα μεταξύ τους και η διαφορά τους είναι μικρή. Αυτό σας επιτρέπει να φτιάξετε ένα μέρος της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή aX από ένα σύρμα μικρότερης διατομής.
Ας εισαγάγουμε την έννοια της ισχύος διεκπεραίωσης ενός αυτομετασχηματιστή, η οποία είναι ολόκληρη η μεταδιδόμενη ισχύς Spp=U2I2 από το πρωτεύον κύκλωμα στο δευτερεύον. Επιπλέον, υπάρχει επίσης ένα σχέδιο ισχύος Scalc, το οποίο είναι η ισχύς που μεταδίδεται από το πρωτεύον στο δευτερεύον κύκλωμα από ένα μαγνητικό πεδίο. Αυτή η ισχύς ονομάζεται υπολογισμένη επειδή οι διαστάσεις και το βάρος του μετασχηματιστή εξαρτώνται από την τιμή αυτής της ισχύος. Σε έναν μετασχηματιστή, υπολογίζεται όλη η ισχύς διεκπεραίωσης, καθώς υπάρχει μόνο μαγνητική σύζευξη μεταξύ των περιελίξεων του μετασχηματιστή. Αλλά σε έναν αυτομετασχηματιστή, εκτός από τη μαγνητική σύνδεση, υπάρχει και ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος κυκλώματος. Επομένως, η υπολογιζόμενη ισχύς είναι μόνο ένα μέρος της ισχύος διεκπεραίωσης, το άλλο μέρος μεταφέρεται μεταξύ κυκλωμάτων χωρίς τη συμμετοχή μαγνητικού πεδίου. Σε επιβεβαίωση αυτού, αποσυνθέτουμε την ισχύ παροχής του αυτομετασχηματιστή Spr=I2U2 σε εξαρτήματα. Ας χρησιμοποιήσουμε την έκφραση (3.7) για αυτό, από την οποία προκύπτει ότι I 2 =I1+I 12 . Αντικαθιστώντας αυτήν την έκφραση στον τύπο για την ισχύ διεκπεραιώσεως, λαμβάνουμε
S np \u003d U2I2 \u003d U 2 (I 1 + I 12) \u003d U 2 I 1 + U 2 I 12 \u003d S e + S υπολ. " (3.8)
Εδώ μικρό ε --U 2 Ι1- η ισχύς που μεταδίδεται από το πρωτεύον κύκλωμα του αυτομετασχηματιστή στο δευτερεύον λόγω της ηλεκτρικής σύνδεσης μεταξύ αυτών των κυκλωμάτων.
Έτσι, η υπολογιζόμενη ισχύς στον αυτομετασχηματιστή S race \u003d U 2 I12 είναι μόνο μέρος της απόδοσης. Αυτό καθιστά δυνατή τη χρήση ενός μαγνητικού κυκλώματος μικρότερης διατομής για την κατασκευή ενός αυτομετασχηματιστή από ότι σε έναν μετασχηματιστή ίσης ισχύος.
Το μέσο μήκος στροφής γίνεται επίσης μικρότερο. Κατά συνέπεια, μειώνεται η κατανάλωση χαλκού για την εκτέλεση της περιέλιξης του αυτομετασχηματιστή.Ταυτόχρονα, μειώνονται οι μαγνητικές και ηλεκτρικές απώλειες και η απόδοση του αυτομετασχηματιστή αυξάνεται ^
Έτσι, ένας αυτομετασχηματιστής, σε σύγκριση με έναν μετασχηματιστή ίσης ισχύος, έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: χαμηλότερη κατανάλωση ενεργών υλικών (χαλκός και ηλεκτρικός χάλυβας), υψηλότερη απόδοση, μικρότερο μέγεθος και κόστος Για αυτομετασχηματιστές υψηλής ισχύος, η απόδοση φτάνει το 99,7%.
Τα υποδεικνυόμενα πλεονεκτήματα του αυτομετασχηματιστή είναι όσο πιο σημαντικά, τόσο μεγαλύτερη είναι η ισχύς S e, και επομένως, τόσο μικρότερο είναι το υπολογιζόμενο μέρος της ισχύος διεκπεραίωσης.
Η ισχύς S E, που μεταδίδεται από το πρωτεύον στο δευτερεύον κύκλωμα λόγω της ηλεκτρικής σύνδεσης μεταξύ αυτών των κυκλωμάτων, καθορίζεται από την έκφραση
Se \u003d U2I1 \u003d U2I2 / kA \u003d S pr /k A , (3.9)
δηλ. η τιμή της ισχύος S e είναι αντιστρόφως ανάλογη με τον λόγο μετασχηματισμού του αυτομετασχηματιστή k A.
Από το γράφημα που φαίνεται στο Σχ. 3.3, μπορεί να φανεί ότι η χρήση ενός αυτομετασχηματιστή παρέχει σημαντικά πλεονεκτήματα έναντι ενός μετασχηματιστή δύο περιελίξεων μόνο σε μικρές τιμές του λόγου μετασχηματισμού. Για παράδειγμα, όταν k A = όλη η ισχύς του αυτομετασχηματιστή μεταφέρεται στο δευτερεύον κύκλωμα λόγω της ηλεκτρικής σύνδεσης μεταξύ των κυκλωμάτων (S e /Spr=1).
Η καταλληλότερη χρήση αυτομετασχηματιστών με λόγο μετασχηματισμού k A 2. Με μεγάλη τιμή της αναλογίας μετασχηματισμού, υπερισχύουν τα μειονεκτήματα του αυτομετασχηματιστή, τα οποία είναι τα εξής:
Υψηλά ρεύματα βραχυκυκλώματος σε περιπτώσεις αυτομετασχηματιστή υποβιβασμού: όταν τα σημεία a και X είναι κλειστά (βλ. Εικ. 3.2, α), η τάση U1 εφαρμόζεται μόνο σε ένα μικρό μέρος των στροφών Aa, οι οποίες έχουν πολύ χαμηλή αντίσταση βραχυκυκλώματος . Σε αυτή την περίπτωση, οι αυτομετασχηματιστές δεν μπορούν να προστατευτούν από την καταστροφική επίδραση των ρευμάτων βραχυκυκλώματος, επομένως, των ρευμάτων βραχυκυκλώματος. πρέπει να περιορίζεται από την αντίσταση άλλων στοιχείων της ηλεκτρικής εγκατάστασης που περιλαμβάνονται στο κύκλωμα του αυτομετασχηματιστή.
Ηλεκτρική σύνδεση της πλευράς HV με την πλευρά LV. Αυτό απαιτεί ενισχυμένη ηλεκτρική μόνωση ολόκληρης της περιέλιξης.
Όταν χρησιμοποιούνται αυτομετασχηματιστές σε κυκλώματα μείωσης τάσης, εμφανίζεται μια τάση μεταξύ των καλωδίων του δικτύου ΧΤ και της γείωσης, περίπου ίση με την τάση μεταξύ του καλωδίου και της γείωσης στην πλευρά ΥΤ.
Προκειμένου να διασφαλιστεί η ηλεκτρική ασφάλεια του προσωπικού συντήρησης, οι αυτομετασχηματιστές δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την τροφοδοσία κυκλωμάτων χαμηλής τάσης από το δίκτυο υψηλής τάσης.
Στείλτε την καλή δουλειά σας στη βάση γνώσεων είναι απλή. Χρησιμοποιήστε την παρακάτω φόρμα
Φοιτητές, μεταπτυχιακοί φοιτητές, νέοι επιστήμονες που χρησιμοποιούν τη βάση γνώσεων στις σπουδές και την εργασία τους θα σας είναι πολύ ευγνώμονες.
Δημοσιεύτηκε στις http://allbest.ru
Στοσυσκευήαυτομετασχηματιστής
Σε γενικές γραμμές, οποιαδήποτε μετασχηματιστέςχρησιμοποιείται σε ηλεκτρικά δίκτυα για την αλλαγή του μεγέθους της τάσης. Έτσι, κατά τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας σε μεγάλες αποστάσεις, η αύξηση της τάσης μειώνει την απώλεια ενέργειας στην ενεργή αντίσταση μετάδοσης σε αναλογία με το τετράγωνο της τάσης λειτουργίας.
Επομένως, η τάση της γεννήτριας του σταθμού παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας αυξάνεται κατά 10 - 15 φορές, μεταδίδεται μέσω γραμμών ηλεκτρικής ενέργειας και στη συνέχεια μειώνεται επί τόπου διαδοχικά σταδιακά για την τροφοδοσία τοπικών δικτύων διανομής διαφόρων τάσεων. Όλες αυτές οι μετατροπές τάσης από τη μια τιμή στην άλλη πραγματοποιούνται χρησιμοποιώντας μετασχηματιστές και την ποικιλία τους - αυτομετασχηματιστές.
Βασική διαφορά αυτομετασχηματιστήςαπό τα συνηθισμένα μετασχηματιστήςσυνίσταται στο γεγονός ότι οι δύο περιελίξεις του έχουν αναγκαστικά ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ τους, τυλίγονται σε μία ράβδο, η ισχύς μεταφέρεται μεταξύ των περιελίξεων με συνδυασμένο τρόπο - με ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και ηλεκτρική σύνδεση.
Αυτό μειώνει το μέγεθος και το κόστος του μηχανήματος (οι λόγοι και ο υπολογισμός αυτού του γεγονότος δίνονται παρακάτω).
Ο αυτομετασχηματιστής μπορεί να γίνει διπλής περιέλιξης και πολλαπλής περιέλιξης, σε κάθε μία από αυτές τις τροποποιήσεις των αυτομετασχηματιστών υπάρχουν απαραίτητα περιελίξεις HV ( είσοδος υψηλότερης τάσης) και CH ( μέση τάση -- έξοδος) ηλεκτρικά συνδεδεμένα μεταξύ τους. Σε μοντέλα πολλαπλών περιελίξεων, υπάρχει μία ή περισσότερες περιελίξεις LV ( χαμηλή τάση), το οποίο έχει μόνο επαγωγική ηλεκτρομαγνητική σύνδεση με τα δύο πρώτα.
Σε έναν τριφασικό αυτομετασχηματιστή, οι περιελίξεις HV και MV συνδέονται σε ένα αστέρι με σταθερά γειωμένο ουδέτερο U 0 (σημείο 0 στο Σχήμα 1) και οι περιελίξεις LV συνδέονται απαραίτητα σε ένα τρίγωνο N.
Το σχήμα 1 δείχνει ότι η περιέλιξη HV περιλαμβάνει μια κοινή περιέλιξη OA m , η οποία, στην πραγματικότητα, αποτελεί την περιέλιξη CH και τη σειρά περιέλιξης A m A .
Ρύζι. 1. Περιελίξεις αυτομετασχηματιστή: 1-- τρεις φάσεις; 2-- μονή φάση
Η κατανομή των ρευμάτων, σε έναν αυτομετασχηματιστή που λειτουργεί στη λειτουργία ονομαστικού φορτίου, μεταξύ των περιελίξεων δεν είναι η ίδια.
Στη σειρά περιέλιξης A m A περνάει το ρεύμα φορτίου HV - I A. Σύμφωνα με το νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής δημιουργείται μια μαγνητική ροή στον πυρήνα του αυτομετασχηματιστή, η οποία προκαλεί ρεύμα I Am στην περιέλιξη CH.
Έτσι, το ρεύμα της κοινής περιέλιξης CH σχηματίζεται από το άθροισμα των ρευμάτων της περιέλιξης σειράς I A με ηλεκτρική σύνδεση (HV και CH) και το ρεύμα I Am, σύμφωνα με τη μαγνητική σύνδεση των ίδιων περιελίξεων -
Εγώ CH=Ι ΕΝΑ+Ι Είμαι.
Η τιμή ισχύος στην έξοδο του αυτομετασχηματιστή είναι ίση με την ισχύ στην είσοδό του. Ελλείψει περιέλιξης LV, η ισχύς HV είναι ίση με την ισχύ MV, αυτή είναι η ονομαστική ισχύς S nom του αυτομετασχηματιστή για ηλεκτρική σύνδεση. Είναι ίσο με το γινόμενο της ονομαστικής τάσης της περιέλιξης HV U HV, από το ονομαστικό ρεύμα I HV της περιέλιξης σειράς.
Υπολογίζουν επίσης την τυπική ισχύ του αυτομετασχηματιστή που ονομάζεται, ο οποίος είναι μέρος της ονομαστικής ισχύος που μεταδίδεται ηλεκτρομαγνητικά.
μικρό Τ=S nom*ΕΝΑ V ,
Οπου ΕΝΑ V=1-U CH/U VN-- συντελεστής κερδοφορίας του αυτομετασχηματιστή.
Καθορίζει το μερίδιο της τυπικής ισχύος στην ονομαστική ισχύ, όσο μικρότερη είναι, τόσο μικρότερες είναι οι διαστάσεις και οι διατομές του πυρήνα (μαγνητικό κύκλωμα) και των περιελίξεων του αυτομετασχηματιστή, οι οποίες υπολογίζονται με βάση όχι την πλήρη ονομαστική ισχύ, αλλά μόνο με μέρος του - τυπική δύναμη. Επομένως, η κατασκευή αυτομετασχηματιστών είναι πολύ φθηνότερη από τους συμβατικούς μετασχηματιστές ίδιας ισχύος.
Η ισχύς στην κοινή περιέλιξη είναι μία από τις κύριες παραμέτρους που πρέπει να ελέγχονται κατά τη λειτουργία ενός αυτομετασχηματιστή· η περίσσεια του σε μακροπρόθεσμη λειτουργία είναι απαράδεκτη.
Το σχήμα 1 δείχνει τις επιλογές για τη σύνδεση ενός αμπερόμετρου για τη μέτρηση του φορτίου σε μια κοινή περιέλιξη τρεις φάσειςΚαι μονή φάσηέκδοση του αυτομετασχηματιστή.
Όσο χαμηλότερος είναι ο λόγος μετασχηματισμού (όσο πιο κοντά είναι οι τιμές των U CH και U HV), τόσο πιο κερδοφόρα είναι η χρήση αυτομετασχηματιστών και τόσο φθηνότερη είναι η κατασκευή τους.
Ένα άλλο μεγάλο πλεονέκτημα των αυτομετασχηματιστών είναι η δυνατότητα ρύθμισης της τάσης υπό φορτίο χωρίς να διακόπτεται η παροχή ρεύματος στους καταναλωτές.
Για τους περισσότερους αυτομετασχηματιστές, χρησιμοποιείται η μέθοδος εναλλαγής των κρουνών της περιέλιξης ελέγχου. Αυτοί οι κλάδοι ρύθμισης λαμβάνονται από την περιέλιξη HV με μικρότερο φορτίο, ειδικές συσκευές - οι διακόπτες διακλάδωσης αλλάζουν τον αριθμό των στροφών που περιλαμβάνονται στην εργασία, αυξάνοντας ή μειώνοντας έτσι τον λόγο μετασχηματισμού και την τάση εξόδου.
Αυτή η ρύθμιση είναι δυνατή σε χειροκίνητη και αυτόματη λειτουργία (με τη βοήθεια συστημάτων παρακολούθησης με ανάδραση, αυτό καθιστά τον αυτομετασχηματιστή σταθεροποιητή τάσης). Οι απαιτήσεις για την ποιότητα της τάσης εξόδου για την τροφοδοσία των καταναλωτών καθορίζουν τη χρήση και τη σημασία τέτοιων συσκευών.
μαγνητικός αυτομετασχηματιστής ηλεκτρικής ισχύος
Το σχήμα 2 δείχνει τα κυκλώματα ρύθμισης τάσης για την έξοδο A m στον αυτομετασχηματιστή στην πλευρά HV (1) και στην πλευρά MV (2). Αυτές είναι η συσκευή και οι αρχές λειτουργίας των αυτομετασχηματιστών.
Φιλοξενείται στο Allbest.ru
...Παρόμοια Έγγραφα
Ο μετασχηματιστής είναι μια ηλεκτρομαγνητική συσκευή για τη μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας μέσω ενός μαγνητικού πεδίου. Η εξάρτηση της τάσης από το φορτίο. Συσκευή αυτομετασχηματιστή, μετασχηματιστές για μέτρηση ρεύματος και τάσης. Γείωση δευτερευόντων περιελίξεων.
παρουσίαση, προστέθηκε 14/12/2011
Επίλυση του προβλήματος της συγκεντρωτικής παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας και της μεταφοράς της σε μεγάλες αποστάσεις. Η ιστορία της εφεύρεσης, η συσκευή και η ταξινόμηση των μετασχηματιστών ως ηλεκτρομαγνητικών συσκευών για τη μετατροπή εναλλασσόμενου ρεύματος μέσω επαγωγής.
περίληψη, προστέθηκε 23/01/2011
Η συσκευή, ο σκοπός και η αρχή λειτουργίας των μετασχηματιστών. Υπολογισμός των ηλεκτρικών τιμών του μετασχηματιστή και του αυτομετασχηματιστή. Προσδιορισμός των κύριων διαστάσεων, υπολογισμός περιελίξεων ΧΤ και ΥΤ, παραμέτρων και τάσης βραχυκυκλώματος. Υπολογισμός του συστήματος ψύξης.
περίληψη, προστέθηκε 09/10/2012
Επιλογή συσκευής προστασίας ρελέ και αυτοματισμού αυτομετασχηματιστή. Υπολογισμός των ρυθμίσεων της κύριας και εφεδρικής προστασίας. Απομακρυσμένη προστασία του αυτομετασχηματιστή. Επιλογή ρυθμίσεων για το στοιχείο διαφορικού με πέδηση. Υπολογισμός των παραμέτρων του ισοδύναμου κυκλώματος του υπό μελέτη δικτύου.
θητεία, προστέθηκε 21/03/2013
Χαρακτηριστικά και τεχνικές παράμετροι του θυρίστορ, οι ποικιλίες του, η αρχή λειτουργίας, το σύμβολο και η εφαρμογή. Η συσκευή ενός αυτομετασχηματιστή, η αρχή της λειτουργίας του. Συντήρηση και επισκευή ηλεκτροκινητήρων. Σχέδια δεσμών, καλωδίων και καλωδίων.
cheat sheet, προστέθηκε στις 20/01/2010
Πειράματα ρελαντί και βραχυκυκλώματος του μετασχηματιστή και η σημασία τους. Η ουσία της τάσης βραχυκυκλώματος. Μέσα για τη βελτίωση της μεταγωγής σε μηχανές συνεχούς ρεύματος. Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας του αυτομετασχηματιστή, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά του.
δοκιμή, προστέθηκε στις 10/09/2010
Περιγραφή της εγκατεστημένης ιδιοκτησίας και το βραχυκύκλωμα του υποσταθμού βραχυκυκλώματος "Kyivska" Οι κύριες βλάβες του αυτομετασχηματιστή. Το Wimogi για την αναμετάδοση του Ζακίστου. Τυπικά σφάλματα που μπορούν να ενοχοποιηθούν στη διαδικασία εκμετάλλευσης και τα αίτια τους.
διατριβή, προστέθηκε 13/02/2016
Ονοματολογία μετασχηματιστών ισχύος. Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας των μετασχηματιστών. Κατασκευές ηλεκτρικών γραμμών και τα εξαρτήματά τους. Είδη και εφαρμογές μετρητών ηλεκτρικής ενέργειας. Η επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος στο ανθρώπινο σώμα, πρώτες βοήθειες.
έκθεση πρακτικής, προστέθηκε 20/11/2013
Επιλογή ρεύματος και τάσης κινητήρα, ονομαστική ταχύτητα και σχεδίαση. Υπολογισμός ισχύος και επιλογή ηλεκτροκινητήρα για μακροχρόνια λειτουργία. Η συσκευή και η αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα συνεχούς ρεύματος. Η επιλογή της ισχύος του κινητήρα.
θητεία, προστέθηκε 03/01/2009
Λειτουργία ασύγχρονων μηχανών σε λειτουργία γεννήτριας. Η συσκευή των ασύγχρονων κινητήρων και τα κύρια χαρακτηριστικά τους. Λήψη περιστρεφόμενης μαγνητικής ροής. Δημιουργία ροπής. Η συχνότητα περιστροφής της μαγνητικής ροής του στάτορα και της ολίσθησης.
Αυτομετασχηματιστής- μια έκδοση του μετασχηματιστή στον οποίο συνδέονται απευθείας τα πρωτεύοντα και δευτερεύοντα τυλίγματα, τυλίγονται σε μία ράβδο, η ισχύς μεταφέρεται μεταξύ των περιελίξεων με συνδυασμένο τρόπο - με ηλεκτρομαγνητική επαγωγή και ηλεκτρική σύνδεση. Η περιέλιξη του αυτομετασχηματιστή έχει πολλά καλώδια (στο τουλάχιστον 3), συνδέοντας με το οποίο, μπορείτε να λάβετε διαφορετικές τάσεις.
Σε ορισμένες περιπτώσεις, μπορεί να χρειαστεί να αλλάξετε την τάση εντός μικρών ορίων. Αυτό είναι πιο εύκολο να γίνει όχι με μετασχηματιστές δύο περιελίξεων, αλλά με μετασχηματιστές μονής περιέλιξης, που ονομάζονται αυτομετασχηματιστές. Εάν ο λόγος μετασχηματισμού διαφέρει ελάχιστα από τη μονάδα, τότε η διαφορά μεταξύ του μεγέθους των ρευμάτων στις πρωτεύουσες και δευτερεύουσες περιελίξεις θα είναι μικρή. Τι θα συμβεί αν συνδυάσετε και τις δύο περιελίξεις; Θα λάβετε ένα κύκλωμα αυτομετασχηματιστή (Εικ. 1).
Οι αυτομετασχηματιστές ταξινομούνται ως μετασχηματιστές ειδικού σκοπού. Οι αυτομετασχηματιστές διαφέρουν από τους μετασχηματιστές στο ότι η περιέλιξη χαμηλότερης τάσης τους είναι μέρος μιας περιέλιξης υψηλότερης τάσης, δηλαδή, τα κυκλώματα αυτών των περιελίξεων δεν έχουν μόνο μαγνητική, αλλά και γαλβανική σύζευξη.
Ανάλογα με τη συμπερίληψη των περιελίξεων του αυτομετασχηματιστή, μπορείτε να πάρετε μια αύξηση ή μείωση της τάσης.
Ρύζι. 1 Σχέδια μονοφασικών αυτομετασχηματιστών: a - step-down, b - step-up.
Εάν συνδέσετε μια πηγή εναλλασσόμενης τάσης στα σημεία Α και Χ, τότε θα εμφανιστεί μια εναλλασσόμενη μαγνητική ροή στον πυρήνα. Σε κάθε μία από τις στροφές της περιέλιξης, θα προκληθεί ένα EMF του ίδιου μεγέθους. Προφανώς, μεταξύ των σημείων a και X, θα εμφανίζεται ένα emf ίσο με το emf μιας στροφής, πολλαπλασιαζόμενο με τον αριθμό των στροφών που περικλείονται μεταξύ των σημείων a και x.
Εάν προσαρμόσετε κάποιο φορτίο στην περιέλιξη στα σημεία a και X, τότε το δευτερεύον ρεύμα I2 θα περάσει από μέρος της περιέλιξης και ακριβώς μεταξύ των σημείων a και X. Αλλά επειδή το πρωτεύον ρεύμα I1 περνά επίσης από τις ίδιες στροφές, και τα δύο ρεύματα θα γεωμετρικά αθροίζονται και ένα πολύ μικρό ρεύμα θα διαρρέει το τμήμα aX, το οποίο καθορίζεται από τη διαφορά μεταξύ αυτών των ρευμάτων. Αυτό επιτρέπει σε μέρος της περιέλιξης να κατασκευαστεί από σύρμα μικρού μετρητή για εξοικονόμηση χαλκού. Αν λάβουμε υπόψη ότι αυτό το τμήμα αποτελεί την πλειοψηφία όλων των στροφών, τότε η εξοικονόμηση σε χαλκό είναι πολύ απτή.
Έτσι, συνιστάται η χρήση αυτομετασχηματιστών για μια ελαφρά μείωση ή αύξηση της τάσης, όταν ρυθμίζεται μειωμένο ρεύμα στο τμήμα της περιέλιξης που είναι κοινό και στα δύο κυκλώματα του αυτομετασχηματιστή, το οποίο επιτρέπει την κατασκευή του με λεπτότερο σύρμα και εξοικονομήστε μη σιδηρούχα μέταλλα. Ταυτόχρονα, μειώνεται η κατανάλωση χάλυβα για την κατασκευή ενός μαγνητικού κυκλώματος, η διατομή του οποίου είναι μικρότερη από αυτή ενός μετασχηματιστή.
Στους μετατροπείς ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας - μετασχηματιστές - η μεταφορά ενέργειας από το ένα τύλιγμα στο άλλο πραγματοποιείται από ένα μαγνητικό πεδίο, η ενέργεια του οποίου συγκεντρώνεται στο μαγνητικό κύκλωμα. Στους αυτομετασχηματιστές, η ενέργεια μεταφέρεται τόσο με μαγνητικό πεδίο όσο και με ηλεκτρική σύνδεση μεταξύ του πρωτεύοντος και του δευτερεύοντος τυλίγματος.
- Σε επαφή με 0
- Google+ 0
- Εντάξει 0
- Facebook 0
