Keli apvijų transformatoriai

Tiek AC/DC, tiek DC/DC maitinimo keitikliai ir maitinimo šaltiniai naudoja transformatorių. Transformatoriai yra gyvybiškai svarbi bet kurios elektros grandinės dalis. Jis gali padidinti ir sumažinti įtampą iki saugios ribos. Transformatoriai yra būtinas komponentas bet kuriai grandinei, kuri turi nuolatinės srovės išvestį ir linijos įtampos įvestį. DC/DC grandinėje transformatorius veikia perjungdamas PWM signalus, o ne kintamosios srovės sinusoidinį signalą.

Kelių apvijų transformatoriai gali suteikti mums didelio efektyvumo išėjimo galią per kelis bėgius. Šie transformatoriai turi kelias antrines rites, kad padidintų arba sumažintų įėjimo įtampą iki norimos vertės. Šie transformatoriai taip pat naudojami kelių bėgių izoliavimui elektros sistemoje.

Greitas kontūras:

• Kas yra kelių apvijų transformatorius
• Įvadas į dvigubos įtampos transformatorius
• Keli apvijų transformatoriaus čiaupai
• Įtampos konfigūracijos, skirtos kelių apvijų transformatoriams
• Kas yra centrinis kelių apvijų transformatorius
• Centriniai transformatoriai, naudojantys dvigubos įtampos transformatorių
• Išvada

Kas yra kelių apvijų transformatorius

Vadinami transformatoriai, kurių abiejose pusėse yra daugiau nei viena apvija Keli apvijų transformatoriai . Paprastai jie turi vieną pirminę apviją ir dvi ar daugiau antrinių apvijų. Šie transformatoriai yra naudingi įvairiems tikslams, pavyzdžiui, įtampos reguliavimui, izoliacijai ir varžos suderinimui.

Kelių apvijų transformatoriai veikia taip pat, kaip ir įprasti transformatoriai. Vienas skirtumas yra tas, kad jie turi daugiau nei viena apvija iš abiejų pusių . Norėdami juos sujungti, turime patikrinti kiekvienos apvijos įtampos poliškumą, kuris yra pažymėtas taškais. Taškai rodo teigiamą (arba neigiamą) apvijos galą.

Transformatoriai veikia abipuse indukcija, o tai reiškia, kad įtampa kiekvienoje apvijoje yra proporcinga apsisukimų skaičiui, kaip parodyta žemiau:

Kiekvienos apvijos galia yra vienoda, todėl posūkių santykis yra lygus įtampų santykiui. Pavyzdžiui, jei pirminėje apvijoje yra 10 apsisukimų ir 100 voltų, o antrinėje - 5 apsisukimus, antrinė įtampa yra 50 voltų. Taip kelių apvijų transformatoriai gali turėti skirtingą išėjimo įtampą skirtingoms ritėms.

Transformatorius, kuris gali turėti skirtingus antrinius elementus su kintamu laido posūkiu. Posūkių skaičius turi įtakos elektros įtampai. Daugiau posūkių reiškia didesnę įtampą, o mažiau posūkių – mažesnę įtampą. Taigi, transformatorius gali pagaminti skirtingą įtampą skirtingiems įrenginiams iš vieno elektros šaltinio. Tai naudinga elektroninėms grandinėms, tokioms kaip maitinimo šaltiniai ir keitikliai.

Toliau pateikiamas kelių apvijų transformatorius su keliomis antrinių apvijų jungtimis. Kiekviena iš šių antrinių apvijų suteikia skirtingą išėjimo įtampą.

Pirminę apviją galime naudoti atskirai arba sujungti su pora skirtingų kitų apvijų transformatoriui valdyti. Tačiau antrinės apvijos jungtis priklauso nuo to, kiek įtampos mums reikia išėjimo pusėje. Antrinė apvija lygiagrečia konfigūracija galima tik tuo atveju, jei dvi sujungtos apvijos turi būti elektriškai identiškos. Kitaip tariant, jų srovės ir įtampos vertės turi sutapti.

Įvadas į dvigubos įtampos transformatorius

Dvigubos įtampos transformatoriuose yra dvi pirminės ir dvi antrinės apvijos. Abiejų pirminių įrenginių įtampos ir srovės specifikacijos yra vienodos. Panašiai abiejų antrinių apvijų įtampos ir srovės nominalai taip pat yra vienodi. Šie transformatoriai suprojektuoti taip, kad juos būtų galima naudoti įvairiose srityse. Galime pakeisti šių apvijų transformatorių čiaupus, kad sukurtume nuoseklų ir lygiagretų derinį, kad būtų patenkinti didesni srovės ir įtampos reikalavimai. Šie kelių apvijų transformatorių tipai vadinami Dvigubos įtampos transformatoriai .

Keli apvijų transformatoriaus čiaupai

Kai kurie transformatoriai yra suprojektuoti taip, kad pakeisdami pirminės ir antrinės pusės jungtis galite keisti jų posūkio santykį. Šios transformatoriaus pirminės arba antrinės pusės jungtys vadinamos transformatoriniai kranai .

Transformatoriaus prijungimo schemoje parodytas pirminės ir antrinės apvijų pajungimas vienu čiaupu. Šiame paveikslėlyje matome, kad antrinės (400) posūkiai yra didesni nei pirminės (100) ritės. Taigi tai yra žeminamojo transformatoriaus, turinčio dvigubą pirminę ir dvigubą antrinę apviją, prijungimo schema.

Pateiktas transformatorius turi dvi pirmines ir dvi antrines apvijas. Šiose apvijose kiekvienas galas vadinamas gnybtu ir kiekvienai apvijai yra gnybtų pora.

Pirminiai arba aukštos įtampos šoniniai gnybtai yra pavadinti H₁ ir H₂ .

Žiūrint į transformatorių iš antrinės pusės, transformatoriaus aukštos įtampos gnybtas pažymėtas kaip H₁ . Anot CSA, tai tapo pramonės standartu aukštos įtampos gnybtų ženklinimui, kai jis matomas iš antrinės pusės.

Panašiai kiti aukštos įtampos apvijų šoniniai gnybtai yra pažymėti kaip H₃ ir H4 .

Iš paveikslo matome, kad antriniam aukštos įtampos transformatoriaus gnybtui pažymėti naudojama raidė X . Du antriniai arba žemos įtampos šoniniai gnybtai yra pažymėti X ₁ , X ₂ , ir X ₃ , X ₄ .

Transformatoriai, turintys dvigubą apviją pirminėje ir antrinėje apvijoje, turi pranašumą. Tokiu būdu kiekviena transformatoriaus apvijų pora sujungiama nuosekliai arba lygiagrečiai.

Dabar apsvarstykite žemiau pateiktą transformatoriaus čiaupo prijungimo schemą. Ši konfigūracija taip pat turi dvigubą pirminę ir dvigubą antrinę apviją. Čia abi apvijos pirminėje pusėje yra nuoseklios, o antrinės lygiagrečios.

Iš čiaupo jungties matosi, kad aukštos įtampos pusėje, gnybtas H₂ yra prijungtas prie terminalo H₃ . Taigi tokiu būdu abi aukštos įtampos apvijos yra nuosekliai sujungtos viena su kita. Abiejų aukštos įtampos pirminių apvijų apsisukimų skaičius yra po 400. Taigi pirminė arba aukštos įtampos pusė iš viso turi 800 apsisukimų.

Terminalas X ₁ žemos įtampos pusėje yra prijungtas prie gnybto X ₃ , o terminalas X ₂ yra sujungtas su terminalu X ₄ .

Dvi žemos įtampos apvijos, kurių kiekviena turi 100 apsisukimų, yra sujungtos lygiagrečiai. Taip sukuriama viena antrinė apvija, kuri iš viso turi 100 apsisukimų.

Taigi šis transformatorius turi 800 apsisukimų pirminį ir 100 apsisukimų antrinį ir dabar yra sukonfigūruotas kaip sumažintas transformatorius, kurio apsisukimų santykis yra 8:1 .

Dabar apsvarstykite tą patį transformatorių, turintį skirtingą čiaupų jungčių konfigūraciją. Pagal šį scenarijų aukštos įtampos apvijos ir žemos įtampos apvijos yra sujungtos nuosekliai.

Aukštos įtampos apvijos turi dvi 400 apsisukimų pirmines apvijas, kurios sujungtos nuosekliai. Taip bus sukurta aukštos įtampos vienguba apvija, kurios iš viso bus 800 apsisukimų. Panašiai dvi 100 apsisukimų žemos įtampos apvijos taip pat yra sujungtos nuosekliai. Dėl to bus sukurta viena antrinė apvija su 200 apsisukimų. Taigi naujas modifikuotas posūkio santykis, kurį gausime, dabar yra 800:200 arba 4:1 .

Šioje transformatoriaus konfigūracijoje abi pirminės pusės apvijos yra lygiagrečiai, o abiejų antrinių pusių jungtys yra nuosekliai. Kadangi pirminės apvijos yra lygiagrečios, abi 400 apsisukimų pirminės apvijos veiks kaip viena pirminė apvija, turinti 400 apsisukimų.

Abi apvijos antrinėse pusėse yra sujungtos nuosekliai, kiekviena turi 1000 apsisukimų. Abu jie sudaro vieną 200 apsisukimų antrinę žemos įtampos apviją. Naujas posūkio santykis, kurį gausime šiai transformatoriaus konfigūracijai, yra 400:200 arba 2:1 .

Taigi mes apėmėme skirtingas transformatoriaus konfigūracijas su dviguba pirmine ir dviguba antrine apvija. Tokiu būdu galime reguliuoti pirminio ir antrinio čiaupų jungtis, kad būtų galima skirti skirtingą sukimosi santykį.

Įtampos konfigūracijos, skirtos kelių apvijų transformatoriams

Skirtingos konfigūracijos leidžia sujungti kelis apvijų transformatorius. Kiekvieno tipo prijungimas priklauso nuo kelių veiksnių, pvz., nuo to, kokios išėjimo įtampos mums reikia, ir nuo maitinimo magistralės, prie kurios reikia prijungti transformatorių. Taip pat nuo ritės konfigūracijos priklauso, ar pirminė ar antrinė pusė yra sujungta nuosekliai, ar lygiagrečiai.

Pažvelkime į kai kurias pagrindines kelių apvijų transformatorių konfigūracijas:

1. Kelių apvijų transformatoriaus konfigūracija

Kelių apvijų transformatorius turi dvi pirmines ir dvi antrines apvijas. Apsvarstykite toliau pateiktą kelių apvijų transformatorių, pateiktą paveikslėlyje:

Kai kurios pagrindinės kelių apvijų transformatoriaus charakteristikos yra šios:

• Transformatoriai gali turėti kelias pirmines apvijas, kelias antrines apvijas arba abi.
• Didžiausia įtampa kiekvienoje aukštos įtampos pusės apvijoje yra mažesnė iš dviejų įtampų.
• Didžiausia kiekvienos žemos įtampos apvijos įtampa yra mažiausia iš dviejų antrinių įtampų.
• Izoliaciją gali pažeisti bet kokia įtampa, didesnė už nurodytas vardines vertes.
• Kiekviena transformatoriaus apvija gali saugiai valdyti pusę transformatoriaus kilovoltų amperų (kVA).
• Norint gauti reikiamą įtampą, baterijas galime jungti nuosekliai arba lygiagrečiai.

2. Multi-Coil paskirstymo transformatorius

Pateiktas transformatorius yra 50 kVA, 2400/4800 V – 120/240 V. Iš to galime daryti išvadą, kad aukštos įtampos pusė gali atlaikyti ne daugiau kaip 2400 V vienai apvijai. Ir ši įtampa visada bus mažesnė iš dviejų įtampų. Panašiai žemos įtampos šoninės arba antrinės pusės apvijos nominalioji įtampa yra 120 V vienai apvijai. Atminkite, kad viršijus šias įtampas galite sugadinti izoliaciją.

Pirminės pusės (aukštos įtampos) jungtis

• Jei norite prijungti šio 50 kVA transformatoriaus aukštos įtampos pusę su 4800 V magistrale, turėsite sujungti dvi apvijas nuosekliai. Tokiu būdu 4800 V magistralės įtampa bus padalyta tolygiai, o kiekviena apvija turės išlaikyti 2400 V apkrovą.
• Jungdami aukštos įtampos pusę prie 2400 V magistralės, pasirinkite lygiagrečią jungtį. Taip bus užtikrinta, kad kiekviena apvija patirs 2400 V.

Antrinės pusės (žemos įtampos) jungtis

• Norėdami prijungti žemos įtampos arba antrinę pusę prie 240 V magistralės, sujunkite dvi apvijas nuosekliai. Tai padalija magistralės įtampą po lygiai ir kiekvienai apvijai suteikia 120 V.
• Jei reikia prijungti žemos įtampos pusę su 120 V magistrale, naudokite lygiagrečią jungtį. Tokiu būdu kiekviena apvija veikia esant 120 V įtampai.

3. Einamieji skaičiavimai

Transformatoriuje voltų amperų (VA) nominalioji vertė gali būti apskaičiuojama imant įtampos sandaugą su srove. Ankstesnėje konfigūracijoje pateiktas transformatorius gali apdoroti tik pusę viso kVA. Kiekvienos aukštos įtampos apvijos ir kiekvienos žemos įtampos apvijos vardinė galia yra 25 kVA.

Srovės apskaičiavimas aukštos įtampos apvijai (pirminė):

Taigi, iš aukščiau pateikto rezultato galime daryti išvadą, kad maksimali srovė, kurią gali valdyti aukštos įtampos apvija, yra 10,4 A.

Srovės apskaičiavimas žemos įtampos apvijai (antrinei):

Žemos įtampos apvijos maksimali srovė, kurią jis gali valdyti, yra 208,3 A.

Dabar pažvelkime į bendras vertes, kai abi ritės nagrinėjamos kartu:

Aukštos įtampos apvijos (pirminės) srovės apskaičiavimas naudojant visą VA:

Didžiausia aukštos įtampos apvijos srovė, kai atsižvelgiama į abi pirminės ritės, yra 10,4 A.

Srovės apskaičiavimas žemos įtampos apvijai (antrinei) su visa VA:

Vėlgi, maksimali žemos įtampos apvijos srovė yra 208,3 A.

Taigi, nesvarbu, ar laikytume vieną ritę ir pusę VA, ar abi ritės su visa VA, apskaičiuotos didžiausios srovės tiek aukštos, tiek žemos įtampos apvijose išlieka tokios pačios. Taip yra dėl specifinės transformatoriaus konstrukcijos ir įvertinimo.

4. Trys kelių apvijų transformatoriaus laidai

Vienos linijos transformatorių paspaudus centre, išeiga bus 120 V, o du kartus paspaudus abiem linijoms – 240 V.

Trijų laidų antrinėse jungtyse (120/240 V) transformatorius tieks visą kVA tik tada, kai bus visiškai subalansuota apkrova. Dėl nesubalansuotos apkrovos viena apvija perkraunama. Dėl to bus viršyta srovės vertė, nes kiekviena apvija gali apdoroti tik pusę vardinės kVA.

Kas yra centrinis kelių apvijų transformatorius

Centrinis čiaupo transformatorius yra skirtas suteikti jums dvi skirtingas antrines įtampas. Šios įtampos yra IN _A ir IN _B , su bendru ryšiu tarp jų. Ši transformatoriaus sąranka sukurs dviejų fazių 3 laidų maitinimo šaltinį.

Antrinės įtampos ir maitinimo įtampa IN _p yra lygūs ir tiesiogiai proporcingi. Dėl to kiekvienos apvijos galia yra vienoda. Šių antrinių apvijų įtampa priklauso nuo posūkio santykio.

Aukščiau pateiktoje diagramoje galite pamatyti standartinį centrinio čiaupo transformatorių. Centrinis sriegimo taškas yra antrinės apvijos centre. Tai sukurs bendrą dviejų antrinių įtampų, kurios yra vienodo dydžio, bet priešingos poliškumo, jungtį. Kai įžeminate centrinį čiaupą, IN _A įtampa taps teigiama žemės atžvilgiu. Kol IN _B taps neigiama ir yra priešinga kryptimi. Tai reiškia, kad jie elektra 180° nefazės.

Tačiau naudojant neįžemintą centrinio čiaupo transformatorių yra trūkumas. Dėl netolygaus srovės srauto per trečią jungtį, dviejose antrinėse apvijose bus nesubalansuota įtampa. Šį atvejį pamatysite ypač tada, kai apkrovos yra nesubalansuotos.

Centriniai transformatoriai, naudojantys dvigubos įtampos transformatorių

Taip pat galime sukurti centrinį čiaupo transformatorių naudodami dvigubos įtampos transformatorių. Norėdami tai padaryti, nuosekliai sujunkite antrines apvijas ir jų centrinę jungtį, kuri tarnauja kaip čiaupas. Jei kiekvienos antrinės apvijos išėjimas yra V, tada bendra antrinės apvijos išėjimo įtampa bus 2 V.

Išvada

Kelių apvijų transformatoriai turi daug pritaikymų elektros ir elektroninėse grandinėse. Šie dviejų apvijų arba kelių apvijų transformatoriai gali tiekti skirtingą išėjimo įtampą, priklausomai nuo antrinių posūkių skaičiaus. Keli apvijų transformatoriai gali būti sujungti nuosekliai arba lygiagrečiai, kad būtų galima išvesti padidintą įtampą ar srovę. Taip pat galite sukurti centrinį transformatorių, sujungdami abi jų antrines apvijas nuosekliai.