Transformer puncak — prinsip operasi, peranti, tujuan dan aplikasi

Terdapat sejenis pengubah elektrik khas yang dipanggil pengubah puncak. Transformer jenis ini menukarkan voltan sinusoidal yang digunakan pada belitan primernya kepada denyutan kekutuban yang berbeza dan frekuensi yang sama seperti voltan sinusoidal… Gelombang sinus disalurkan di sini ke belitan primer dan denyutan dikeluarkan daripada belitan sekunder pengubah puncak.

Transformer puncak digunakan dalam beberapa kes untuk mengawal peranti nyahcas gas seperti thyratron dan penerus merkuri, serta untuk mengawal thyristor semikonduktor dan untuk beberapa tujuan khas lain.

Prinsip operasi pengubah puncak

Operasi pengubah puncak adalah berdasarkan fenomena ketepuan magnet bahan feromagnetik terasnya. Kesimpulannya ialah nilai aruhan magnetik B dalam teras feromagnetik bermagnet pengubah secara tak linear bergantung kepada kekuatan medan magnet H feromagnet yang diberikan.

Oleh itu, pada nilai rendah medan magnetisasi H — aruhan B dalam teras terlebih dahulu dengan cepat dan hampir linear meningkat, tetapi semakin besar medan magnetisasi H, semakin perlahan aruhan B dalam teras terus berkembang.

Dan akhirnya, dengan medan magnetisasi yang cukup kuat, aruhan B secara praktikal berhenti meningkat, walaupun keamatan H medan magnetisasi terus meningkat. Pergantungan tak linear B pada H ini dicirikan oleh apa yang dipanggil litar histerisis.

Telah diketahui bahawa fluks magnet F, perubahan yang menyebabkan aruhan EMF dalam belitan sekunder pengubah, adalah sama dengan produk aruhan B dalam teras belitan ini dengan luas keratan rentas S bagi teras penggulungan.

Jadi, selaras dengan undang-undang aruhan elektromagnet Faraday, EMF E2 dalam belitan sekunder pengubah ternyata berkadar dengan kadar perubahan fluks magnet F yang menembusi belitan sekunder dan bilangan lilitan w di dalamnya.

Memandangkan kedua-dua faktor di atas, mudah difahami bahawa dengan amplitud yang mencukupi untuk menepukan feromagnet dalam selang masa yang sepadan dengan puncak sinusoid voltan yang digunakan pada penggulungan utama pengubah puncak, fluks magnet Φ di dalamnya teras pada saat-saat ini boleh dikatakan tidak akan berubah.

Tetapi hanya berhampiran momen peralihan sinusoid medan magnetisasi H melalui sifar, fluks magnet F dalam teras akan berubah dan agak mendadak dan cepat (lihat rajah di atas).Dan semakin sempit gelung histerisis teras pengubah, semakin besar kebolehtelapan magnetnya, dan semakin tinggi frekuensi voltan yang digunakan pada belitan utama pengubah, semakin besar kadar perubahan fluks magnet pada saat-saat ini.

Sehubungan itu, berhampiran momen peralihan medan magnet teras H melalui sifar, memandangkan kelajuan peralihan ini tinggi, denyutan pendek berbentuk loceng kekutuban berselang-seli akan terbentuk pada belitan sekunder pengubah, memandangkan arah perubahan fluks magnet F yang memulakan denyutan ini juga silih berganti.

Peranti pengubah puncak

Transformer puncak boleh dibuat dengan shunt magnet atau dengan perintang tambahan dalam litar bekalan belitan utama.

Penyelesaian dengan perintang dalam litar primer tidak jauh berbeza daripada pengubah klasik... Hanya di sini arus puncak dalam belitan primer (digunakan dalam selang ketika teras memasuki tepu) dihadkan oleh perintang. Dalam mereka bentuk pengubah memuncak seperti itu, mereka dipandu oleh keperluan untuk menyediakan ketepuan mendalam teras pada puncak separuh gelombang gelombang sinus.

Untuk melakukan ini, pilih parameter voltan bekalan yang sesuai, nilai perintang, keratan rentas litar magnetik dan bilangan lilitan dalam penggulungan utama pengubah. Untuk membuat denyutan sesingkat mungkin, bahan lembut magnetik dengan ciri kebolehtelapan magnet yang tinggi, contohnya permaloid, digunakan untuk penghasilan litar magnetik.

Amplitud denyutan yang diterima secara langsung akan bergantung pada bilangan lilitan dalam penggulungan sekunder pengubah siap. Kehadiran perintang, tentu saja, menyebabkan kehilangan kuasa aktif yang ketara dalam reka bentuk sedemikian, tetapi ia sangat memudahkan reka bentuk teras.

Transformer shunt magnet yang menghadkan arus puncak dibuat pada litar magnet tiga peringkat, di mana rod ketiga dipisahkan daripada dua rod pertama oleh celah udara, dan rod pertama dan kedua ditutup antara satu sama lain dan membawa utama dan belitan sekunder.

Apabila medan magnetisasi H meningkat, litar magnet tertutup mula-mula tepu kerana rintangan magnetnya kurang. Dengan peningkatan selanjutnya dalam medan magnetisasi, fluks magnet F ditutup melalui rod ketiga - shunt, manakala kereaktifan litar meningkat sedikit, yang mengehadkan arus puncak.

Berbanding dengan reka bentuk yang melibatkan perintang, kehilangan aktif adalah lebih rendah di sini, walaupun pembinaan teras ternyata menjadi sedikit lebih rumit.

Aplikasi dengan pengubah puncak

Seperti yang telah anda fahami, pengubah puncak diperlukan untuk mendapatkan denyutan pendek voltan ulang-alik sinusoidal. Denyutan yang diperoleh melalui kaedah ini dicirikan oleh masa naik dan turun yang singkat, yang memungkinkan untuk menggunakannya untuk mengawal elektrod kuasa, contohnya, thyristor semikonduktor, thyratron vakum, dll.