Peranti dan prinsip operasi pengubah

Untuk menukar voltan elektrik satu magnitud kepada voltan elektrik dengan magnitud lain, iaitu, untuk menukar tenaga elektrik, gunakan transformer elektrik.

Sebuah transformer hanya boleh menukar arus ulang alik kepada arus ulang alik, oleh itu, untuk mendapatkan arus terus, arus ulang alik daripada transformer dibetulkan jika perlu. Untuk tujuan ini mereka berkhidmat penerus.

Dalam satu cara atau yang lain, setiap pengubah (sama ada pengubah voltan, pengubah arus atau pengubah nadi) berfungsi disebabkan oleh fenomena aruhan elektromagnet, yang menunjukkan dirinya dalam semua kemuliaannya tepat dengan arus ulang-alik atau denyut.

Peranti pengubah

Dalam bentuk yang paling mudah, pengubah fasa tunggal hanya terdiri daripada tiga bahagian utama: teras feromagnetik (litar magnetik), serta belitan primer dan sekunder. Pada dasarnya, pengubah boleh mempunyai lebih daripada dua belitan, tetapi sekurang-kurangnya dua daripadanya. Dalam sesetengah kes, fungsi belitan sekunder boleh dilakukan oleh sebahagian daripada lilitan belitan primer (lihat Rajah. jenis transformer), tetapi penyelesaian sedemikian agak jarang berbanding dengan yang biasa.

Bahagian utama pengubah ialah teras feromagnetik. Apabila pengubah beroperasi, medan magnet yang berubah-ubah berada dalam teras feromagnetik. Punca medan magnet yang berubah-ubah dalam pengubah ialah arus ulang alik belitan primer.

Voltan penggulungan sekunder pengubah

Adalah diketahui bahawa setiap arus elektrik disertai dengan medan magnet; sewajarnya, arus ulang alik disertai dengan medan magnet berselang (berubah magnitud dan arah).

Oleh itu, dengan membekalkan arus ulang alik kepada belitan utama pengubah, kita mendapat medan magnet yang berubah bagi arus belitan primer. Oleh itu, medan magnet terutamanya tertumpu pada teras pengubah, teras ini diperbuat daripada bahan dengan kebolehtelapan magnet yang tinggi, beribu-ribu kali lebih besar daripada udara, jadi bahagian utama fluks magnet penggulungan utama akan menjadi. tertutup betul-betul di dalam teras, bukan melalui udara.

Oleh itu, medan magnet berselang-seli penggulungan primer tertumpu pada isipadu teras pengubah, yang diperbuat daripada keluli pengubah, ferit atau bahan lain yang sesuai, bergantung kepada kekerapan operasi dan tujuan pengubah tertentu.

Penggulungan sekunder pengubah terletak pada teras biasa dengan penggulungan primernya. Oleh itu, medan magnet seli belitan primer juga menembusi lilitan belitan sekunder.

A fenomena aruhan elektromagnet ia hanya terletak pada hakikat bahawa medan magnet yang berubah-ubah masa menyebabkan medan elektrik berubah dalam ruang di sekelilingnya. Dan oleh kerana terdapat wayar gegelung kedua dalam ruang ini di sekeliling medan magnet yang berubah-ubah, medan elektrik berselang-seli teraruh bertindak pada pembawa cas di dalam wayar ini.

Tindakan medan elektrik ini menyebabkan EMF dengan setiap pusingan gegelung sekunder. Akibatnya, voltan elektrik berselang-seli muncul di antara terminal belitan sekunder. Apabila belitan sekunder pengubah yang disambungkan tidak dimuatkan, pengubah kosong.

Operasi pengubah di bawah beban

Jika beban tertentu disambungkan kepada belitan sekunder pengubah kendalian, arus timbul melalui beban dalam keseluruhan litar sekunder pengubah.

Arus ini menghasilkan medan magnetnya sendiri, yang, menurut undang-undang Lenz, mempunyai arah sedemikian rupa sehingga ia menentang "sebab yang menyebabkannya." Ini bermakna bahawa medan magnet arus belitan sekunder pada bila-bila masa cenderung untuk mengurangkan peningkatan medan magnet belitan primer atau cenderung menyokong medan magnet belitan primer apabila ia berkurangan, ia sentiasa menunjukkan kepada magnet. medan gegelung primer.

Oleh itu, apabila belitan sekunder pengubah dimuatkan, EMF belakang berlaku dalam belitan primernya, memaksa belitan utama pengubah untuk menarik lebih arus daripada rangkaian bekalan.

Faktor transformasi

Nisbah pusingan belitan N1 primer dan sekunder N2 pengubah menentukan nisbah antara input U1 dan output U2 voltan dan input I1 dan arus output I2 apabila pengubah beroperasi di bawah beban. Nisbah ini dipanggil nisbah penjelmaan pengubah:

Faktor penjelmaan adalah lebih besar daripada satu jika pengubah dinaikkan dan kurang daripada satu jika pengubah dinaikkan.

Pengubah voltan

Pengubah voltan ialah sejenis pengubah injak turun yang direka untuk mengasingkan litar voltan tinggi secara galvani daripada litar voltan rendah.

Biasanya, apabila ia datang kepada voltan tinggi, ia bermaksud 6 kilovolt atau lebih (pada belitan utama pengubah voltan), dan voltan rendah bermaksud nilai pada urutan 100 volt (pada belitan sekunder).

Pengubah sedemikian digunakan, sebagai peraturan, untuk tujuan pengukuran… Ia menurunkan, sebagai contoh, voltan tinggi talian kuasa kepada voltan rendah yang mudah untuk pengukuran, sambil juga dapat mengasingkan litar pengukuran, perlindungan, kawalan daripada litar voltan tinggi secara galvanis. Jenis transformer ini biasanya beroperasi dalam mod melahu.

Pada asasnya apa-apa boleh dipanggil pengubah voltan pengubah kuasadigunakan untuk menukar tenaga elektrik.

Pengubahsuai arus elektrik

Dalam pengubah arus, belitan primer, yang biasanya hanya terdiri daripada satu pusingan, disambung secara bersiri dengan litar sumber semasa. Pusingan ini mungkin bahagian wayar litar di mana arus perlu diukur.

Wayar hanya disalurkan melalui tingkap teras pengubah dan menjadi pusingan tunggal ini—putaran belitan utama. Penggulungan sekundernya, yang mempunyai banyak lilitan, disambungkan kepada peranti pengukur yang mempunyai rintangan dalaman yang rendah.

Transformer jenis ini digunakan untuk mengukur nilai arus ulang alik dalam litar kuasa. Di sini arus dan voltan penggulungan sekunder adalah berkadar dengan arus yang diukur penggulungan primer (litar semasa).

Transformer semasa digunakan secara meluas dalam peranti perlindungan geganti untuk sistem kuasa, oleh itu ia mempunyai ketepatan yang tinggi. Mereka membuat pengukuran dengan selamat, kerana mereka mengasingkan litar pengukur secara galvanis daripada litar utama (biasanya voltan tinggi - puluhan dan ratusan kilovolt).

Pengubah nadi

Transformer ini direka untuk menukar bentuk nadi arus (voltan). Denyutan pendek, biasanya segi empat tepat, digunakan pada belitan utamanya menjadikan pengubah berfungsi secara praktikal dalam keadaan sementara.

Transformer sedemikian digunakan dalam penukar voltan nadi dan peranti nadi lain, serta dalam membezakan transformer.

Penggunaan pengubah nadi membolehkan untuk mengurangkan berat dan kos peranti di mana ia digunakan, semata-mata kerana peningkatan kekerapan penukaran (berpuluh-puluh dan ratusan kilohertz) berbanding dengan pengubah rangkaian yang beroperasi pada frekuensi 50-60 Hz. Denyutan segi empat tepat, yang masa naiknya jauh lebih sedikit daripada tempoh nadi itu sendiri, biasanya berubah dengan herotan yang rendah.