Տրանսֆորմատոր. ակնարկ|| 4 կարևոր պայման լավ արդյունավետության համար

տրանսֆորմատոր

Տրանսֆորմատորը պարզ էլեկտրական սարք է, որն օգտագործում է փոխադարձ ինդուկցիայի հատկությունը՝ փոխակերպելու ավելի մեծ կամ փոքր արժեք ունեցող փոփոխական լարումը մեկից մյուսը։

The առաջին հաստատուն պոտենցիալը հայտնագործվել է 1885 թվականին, և այդ ժամանակից ի վեր այն դարձել է անհրաժեշտություն՝ որպես փոփոխական հոսանքի (AC) փոխանցման, բաշխման և օգտագործման համար անհրաժեշտ սարք։

shell ձև DBZ դիզայնի տրանսֆորմատոր 1885 թ
Shell ձև DBZ դիզայնի տրանսֆորմատոր 1885 թ, Image Credit – Zátonyi Sándor, (ifj.), DBZ trafoCC BY-SA 3.0

Կան տարբեր տեսակի տրանսֆորմատորներ, որոնք ունեն տարբեր դիզայն, որոնք հարմար են տարբեր էլեկտրոնային և էլեկտրական էներգիայի կիրառությունների համար: Դրանց չափերը տատանվում են՝ սկսած մեկ խորանարդ սանտիմետրից պակաս ծավալով ռադիոհաճախականության կիրառությունից մինչև հարյուրավոր տոննա կշռող հսկայական միավորներ, որոնք օգտագործվում են էլեկտրացանցերում:

տրանսֆորմատոր
տրանսֆորմատորներ էլեկտրական ենթակայանում, Image Credit – Ալալոն89Մելբուրնի տերմինալ կայան, նշված է որպես հանրային սեփականություն, ավելի մանրամասն՝ Wikimedia Commons

Դրանք առավել լայնորեն օգտագործվում են էներգիայի փոխանցման և բաշխման մեջ երկար հեռավորությունների վրա՝ բարձրացնելով լարման ելքը տրանսֆորմատոր այնպես, որ հոսանքը կրճատվի և, հետևաբար, դիմադրողական միջուկի կորուստն ավելի քիչ էական լինի, ուստի ազդանշանը կարող է փոխանցվել սպառողներին հարող ենթակայան հեռավորությունների վրա, որտեղ լարումը կրկին իջեցվում է հետագա օգտագործման համար:

Տրանսֆորմատորի հիմնական կառուցվածքը և աշխատանքը

Տրանսֆորմատորի հիմնական կառուցվածքը սովորաբար բաղկացած է երկու կծիկներից, որոնք փաթաթված են փափուկ երկաթի միջուկի շուրջը, մասնավորապես՝ առաջնային և երկրորդային կծիկներից: Ac մուտքային լարումը կիրառվում է առաջնային կծիկի վրա, իսկ ac ելքային լարումը դիտվում է երկրորդական կողմում: 

Քանի որ մենք գիտենք, որ ինդուկացված էմֆ կամ լարումը ստեղծվում է միայն այն ժամանակ, երբ մագնիսական դաշտի հոսքը փոխվում է կծիկի կամ շղթայի համեմատ, հետևաբար, փոխադարձ ինդուկտիվություն երկու պարույրների միջև հնարավոր է միայն փոփոխական, այսինքն՝ փոփոխական/AC լարման դեպքում, և ոչ ուղղակի, այսինքն՝ կայուն/DC լարման դեպքում:

տրանսֆորմատորի աշխատանք և արտահոսքի հոսք
Տրանսֆորմատորի և արտահոսքի աշխատանք
Պատկերի վարկԻնքս ինձ, Տրանսֆորմատորային հոսքCC BY-SA 3.0

The տրանսֆորմատորները օգտագործվում են լարման փոխակերպման համար և ընթացիկ մակարդակները՝ ըստ մուտքի և ելքային կծիկի պտույտի հարաբերակցության: Առաջնային և երկրորդային կծիկում պտույտները Նp եւ Նs, համապատասխանաբար։ Թող Φ լինի հոսքը, որը կապված է թե՛ առաջնային, թե՛ երկրորդային պարույրների միջոցով: Հետո,

Առաջնային կծիկի միջով առաջացած էմֆ,   =

Սադրված էմֆ երկրորդական կծիկի միջով,  = 

Այս հավասարումներից մենք կարող ենք կապել դա  

Որտեղ խորհրդանիշներն ունեն հետևյալ իմաստները.

         

Հզորություն, P = IpVp = IsVs

Նախորդ հավասարումների հետ կապված՝

Այսպիսով, մենք ունենք Վs = ()Vեւ եսs = IP

Բարձրացման համար. Vs > Վp այնպես որ Նs>Np եւ եսs<Ip

Իջնելու համար. Vs <Vp այնպես որ Նs < Նp եւ եսs > Եսp

Տրանսֆորմատորում առաջնային և երկրորդային կծիկ

տրանսֆորմատոր
Առաջնային և երկրորդային ոլորուն
Պատկերի վարկ՝ անանուն, Transformer3d colCC BY-SA 3.0

Վերոնշյալ հարաբերությունը հիմնված է որոշ ենթադրությունների վրա, որոնք հետևյալն են.

  • Նույն հոսքը կապում է ինչպես առաջնային, այնպես էլ երկրորդական առանց հոսքի արտահոսքի:
  • Երկրորդային հոսանքը փոքր է:
  • Առաջնային դիմադրությունը և հոսանքը աննշան են:

Այսպիսով, տրանսֆորմատորի արդյունավետությունը չի կարող լինել 100%: Չնայած լավ մշակվածը կարող է ունենալ մինչև 95% արդյունավետություն: Ավելի բարձր արդյունավետություն ունենալու համար պետք է հիշել դրա մեջ էներգիայի կորստի հիմնական չորս պատճառները:

Տրանսֆորմատորի էներգիայի կորստի պատճառները.

  • Հոսքի արտահոսք. Միշտ կա որոշակի հոսքի արտահոսք, քանի որ գրեթե անհնար է, որ ամբողջ հոսքը առաջնայինից անցնի երկրորդական առանց որևէ արտահոսքի:
  • Փոթորկել հոսանքներ. Տարբեր մագնիսական հոսքը կառաջացնի պտտվող հոսանքներ երկաթի միջուկում, ինչը կարող է առաջացնել տաքացում և, հետևաբար, էներգիայի կորուստ: Դրանք կարելի է նվազագույնի հասցնել՝ օգտագործելով լամինացված երկաթե միջուկ:
  • Դիմադրություն ոլորուն մեջ. Էներգիան կորչում է լարերի միջոցով ջերմության տարածման տեսքով, բայց կարող է նվազագույնի հասցնել համեմատաբար հաստ լարերի օգտագործմամբ:
  • Հիստերեզ: Երբ միջուկի մագնիսացումը բազմիցս փոխվում է փոփոխվող մագնիսական դաշտի միջոցով, դա հանգեցնում է էներգիայի ծախսման կամ կորստի միջուկի ներսում ջերմության առաջացման պատճառով: Սա կարող է կրճատվել՝ օգտագործելով մագնիսական հիստերեզի ավելի ցածր կորուստ ունեցող նյութեր:

Մենք ուսումնասիրելու ենք Էդդի հոսանքի եւ Մագնիսական հիստերեզ մանրամասն՝ հետագա բաժիններում։

Էլեկտրոնիկայի հետ կապված լրացուցիչ ուսումնական նյութի համար Սեղմեք այստեղ