ส่วนประกอบพื้นฐานใน DC หรือ แหล่งจ่ายไฟ AC เหรอ? แน่นอนมันคือหม้อแปลงไฟฟ้า เคยสงสัยไหมว่าหม้อแปลงทำงานอย่างไร? หากคำถามนี้อยู่ในใจคุณบ่อยๆแสดงว่าคุณมาถูกที่แล้ว
แต่ก่อนที่จะเริ่มผมขอเล่าสั้น ๆ เกี่ยวกับหม้อแปลงและประเภทต่างๆ
หม้อแปลงไฟฟ้าคืออะไร?
หม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์แบบคงที่ซึ่งใช้สำหรับการเปลี่ยนสัญญาณไฟฟ้ากระแสสลับในวงจรหนึ่งไปเป็นสัญญาณไฟฟ้าที่มีความถี่เดียวกันในอีกวงจรหนึ่งโดยสูญเสียพลังงานเพียงเล็กน้อย แรงดันไฟฟ้าในวงจรสามารถเพิ่มขึ้นหรือลดลงได้ แต่ด้วยการเพิ่มหรือลดตามสัดส่วนของการให้คะแนนปัจจุบัน
Transformers ประเภทต่างๆ
หม้อแปลงประเภทต่างๆสามารถจำแนกได้ตามเกณฑ์ที่แตกต่างกันเช่นฟังก์ชันแกน ฯลฯ
การจำแนกตามฟังก์ชัน :
Step-Up Transformer
ก้าวขึ้น Transformer
หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step up คือตัวที่แรงดันไฟฟ้าหลักของขดลวดน้อยกว่าแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิ สามารถใช้หม้อแปลงแบบ Step-up เพื่อเพิ่มแรงดันไฟฟ้าในวงจร มันถูกใช้ใน ระบบส่งกำลังแบบยืดหยุ่น หรือ ข้อเท็จจริงโดย SVC .
Step-Down Transformer
ขั้นตอนลงหม้อแปลง
หม้อแปลงแบบ step-down ใช้สำหรับลดแรงดันไฟฟ้า ประเภท
ของหม้อแปลงที่แรงดันไฟฟ้าหลักของขดลวดมากกว่าแรงดันไฟฟ้าทุติยภูมิเรียกว่าหม้อแปลงแบบขั้นบันได แหล่งจ่ายไฟส่วนใหญ่ใช้หม้อแปลงแบบ step-down เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าสูงที่เป็นอันตรายให้เป็นแรงดันไฟฟ้าต่ำที่ปลอดภัยกว่า
อัตราส่วนของจำนวนรอบในแต่ละขดลวดที่เรียกว่า turn’s ratio จะกำหนดอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้า หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ step-down มีการหมุนจำนวนมากบนขดลวดหลัก (อินพุต) ซึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟแรงสูงและขดลวดทุติยภูมิ (เอาต์พุต) จำนวนเล็กน้อยเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าเอาต์พุตต่ำ
TURNS RATIO = (Vp / Vs) = (Np / Ns) โดยที่ Vp = แรงดันไฟฟ้าหลัก (อินพุต) Vs = แรงดันไฟฟ้ารอง (เอาต์พุต) Np = จำนวนรอบของขดลวดปฐมภูมิ Ns = จำนวนรอบของขดลวดทุติยภูมิ Ip = หลัก ( อินพุต) ปัจจุบันคือ = กระแสรอง (เอาต์พุต)
การจำแนกตามหลัก
1. ประเภทแกน 2. ประเภทเปลือก
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแกน
ในหม้อแปลงประเภทนี้ขดลวดจะถูกกำหนดให้กับส่วนสำคัญของวงจรในประเภทแกนของหม้อแปลง ขดลวดที่ใช้มีทั้งแบบแผลและแบบทรงกระบอกบนแกน มีวงจรแม่เหล็กเดียว
หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดแกน
ในหม้อแปลงชนิดแกนขดลวดจะได้รับบาดเจ็บในชั้นขดลวดที่มีชั้นต่าง ๆ หุ้มฉนวนกันด้วยวัสดุเช่นไมกา แกนกลางมีแขนขาสี่เหลี่ยมสองอันและขดลวดวางอยู่บนแขนขาทั้งสองในประเภทแกน
หม้อแปลงชนิดเชลล์
หม้อแปลงชนิดเชลล์เป็นหม้อแปลงไฟฟ้าที่ได้รับความนิยมและมีประสิทธิภาพมากที่สุด หม้อแปลงชนิดเปลือก มีวงจรแม่เหล็กคู่ แกนกลางมีสามแขนขาและขดลวดทั้งสองวางอยู่บนแขนขาส่วนกลาง แกนกลางล้อมรอบส่วนใหญ่ของคดเคี้ยว โดยทั่วไปจะใช้แผ่นดิสก์หลายชั้นและขดลวดแซนวิชชนิดเปลือก
หม้อแปลงชนิดเชลล์
ขดลวดไฟฟ้าแรงสูงแต่ละขดอยู่ระหว่างขดลวดไฟฟ้าแรงต่ำสองขดและขดลวดไฟฟ้าแรงต่ำอยู่ใกล้กับด้านบนและด้านล่างของแอกมากที่สุด โครงสร้างแบบเปลือกส่วนใหญ่นิยมใช้กับหม้อแปลงไฟฟ้าแรงสูง
ไม่มีการระบายความร้อนตามธรรมชาติในหม้อแปลงชนิดเปลือกเนื่องจากขดลวดในประเภทเปลือกล้อมรอบด้วยแกนกลาง จำเป็นต้องถอดขดลวดจำนวนมากออกเพื่อการบำรุงรักษาที่ดีขึ้น
Transformers ประเภทอื่น ๆ
ประเภทของหม้อแปลงแตกต่างกันไปในลักษณะที่ขดลวดหลักและรองมีให้รอบแกนเหล็กเคลือบของหม้อแปลง:
•ขึ้นอยู่กับขดลวดหม้อแปลงสามารถมีได้สามประเภท
1. หม้อแปลงสองขดลวด (ชนิดธรรมดา) 2. ขดลวดเดี่ยว (ชนิดอัตโนมัติ) 3. สามขดลวด (หม้อแปลงไฟฟ้า)
•ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงของขดลวดหม้อแปลงแบ่งออกเป็น:
1. ประเภททรงกระบอก 2. ประเภทของดิสก์
•ตามการใช้งาน
1. หม้อแปลงไฟฟ้า 2. หม้อแปลงไฟฟ้าระบบจำหน่าย 3. หม้อแปลงเครื่องมือ
หม้อแปลงเครื่องมือสามารถแบ่งออกเป็นสองประเภท:
a) หม้อแปลงกระแส b) หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีศักยภาพ
•ตามประเภทของการระบายความร้อนหม้อแปลงสามารถมีได้สองประเภท
1. ระบายความร้อนตามธรรมชาติ 2. น้ำมันแช่ระบายความร้อนตามธรรมชาติ 3. น้ำมันที่แช่อยู่ในธรรมชาติระบายความร้อนด้วยการหมุนเวียนน้ำมัน
การทำงานของ Transformer
ตอนนี้ให้เราเปลี่ยนความสนใจไปที่ข้อกำหนดพื้นฐานของเรา: หม้อแปลงทำงานอย่างไร? การทำงานของหม้อแปลง ส่วนใหญ่ทำงานบนหลักการของการเหนี่ยวนำร่วมกันระหว่างสองวงจรที่เชื่อมโยงกันด้วยฟลักซ์แม่เหล็กทั่วไป โดยทั่วไปแล้วหม้อแปลงจะใช้สำหรับการเปลี่ยนแปลงของ พลังงานไฟฟ้า .
การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงประกอบด้วยประเภทของขดลวดนำไฟฟ้าเป็นขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิ
ขดลวดอินพุตเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิและขดลวดขาออกเรียกว่าขดลวดทุติยภูมิของหม้อแปลง
ไม่มีการเชื่อมต่อไฟฟ้าระหว่างขดลวดทั้งสองแทนที่จะเชื่อมโยงกันด้วยสนามแม่เหล็กไฟฟ้ากระแสสลับที่สร้างขึ้นในแกนเหล็กอ่อนของหม้อแปลง เส้นสองเส้นตรงกลางสัญลักษณ์วงจรแสดงถึงแกนกลาง ทรานส์ฟอร์เมอร์สสิ้นเปลืองพลังงานน้อยมากดังนั้นไฟออกจึงเกือบเท่ากับไฟเข้า
ขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิมีการเหนี่ยวนำร่วมกันสูง หากขดลวดตัวใดตัวหนึ่งเชื่อมต่อกับแหล่งที่มาของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับฟลักซ์กระแสสลับจะติดตั้งในแกนลามิเนต
ฟลักซ์นี้เชื่อมโยงกับขดลวดอื่น ๆ และเกิดแรงแม่เหล็กไฟฟ้าตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์
e = M di / dt โดยที่ e ถูกเหนี่ยวนำ EMF M คือการเหนี่ยวนำร่วมกัน
หากขดลวดที่สองปิดอยู่กระแสในขดลวดจะถูกถ่ายโอนจากขดลวดปฐมภูมิของหม้อแปลงไปยังขดลวดทุติยภูมิ
สมการกำลังในอุดมคติของหม้อแปลง
ในขณะที่เรามุ่งเน้นไปที่คำถามของเราเกี่ยวกับการทำงานของหม้อแปลง แต่พื้นฐานที่เราต้องรู้คือเกี่ยวกับสมการกำลังในอุดมคติของหม้อแปลง
สมการกำลังในอุดมคติของหม้อแปลง
ถ้าขดลวดทุติยภูมิติดอยู่กับโหลดที่ยอมให้กระแสไหลในวงจรไฟฟ้าจะถูกส่งจากวงจรหลักไปยังวงจรทุติยภูมิ
ตามหลักการแล้วหม้อแปลงมีประสิทธิภาพอย่างสมบูรณ์พลังงานที่เข้ามาทั้งหมดจะถูกเปลี่ยนจากวงจรหลักเป็นสนามแม่เหล็กและไปยังวงจรทุติยภูมิ หากตรงตามเงื่อนไขนี้พลังงานไฟฟ้าที่เข้ามาจะต้องเท่ากับกำลังไฟขาออก:
ให้สมการหม้อแปลงในอุดมคติ
โดยปกติหม้อแปลงจะมีประสิทธิภาพสูงดังนั้นสูตรนี้จึงเป็นการประมาณที่สมเหตุสมผล
หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นกระแสจะลดลงด้วยปัจจัยเดียวกัน อิมพีแดนซ์ในวงจรหนึ่งจะเปลี่ยนเป็นกำลังสองของอัตราส่วนเทิร์น
ตัวอย่างเช่นถ้าอิมพีแดนซ์ ด้วย sติดอยู่ที่ขั้วของขดลวดทุติยภูมิดูเหมือนว่าวงจรหลักจะมีอิมพีแดนซ์ ( น น/ น s)สอง ด้วย s. ความสัมพันธ์นี้เป็นซึ่งกันและกันดังนั้นความต้านทาน ด้วย นของวงจรหลักดูเหมือนว่ารองจะเป็น ( น s/ น น)2Zp.
เราหวังว่าบทความนี้จะสั้น ๆ แต่ให้ข้อมูลอย่างแม่นยำเกี่ยวกับการทำงานของหม้อแปลง นี่คือคำถามที่เรียบง่าย แต่สำคัญสำหรับผู้อ่าน - หม้อแปลงไฟฟ้าถูกเลือกอย่างไรในการออกแบบแหล่งจ่ายไฟ
โปรดให้คำตอบของคุณในส่วนความคิดเห็นด้านล่าง
เครดิตภาพ:
หม้อแปลงไฟฟ้าโดย วิกิมีเดีย
ก้าวขึ้นหม้อแปลงโดย imimg
ลดขั้นตอนหม้อแปลงโดย mpja
Core Type Transformer โดย ข้อมูลไฟฟ้า
หม้อแปลงชนิดเชลล์โดย ข้อมูลไฟฟ้า
การทำงานของ Transformer โดย เข้ารหัส
