Mihin muuntajaa käytetään: ominaisuudet, toimintaperiaate ja sovellus

2024 Kirjoittaja: Howard Calhoun | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-17 10:26

Aluksi selvitetään, mihin muuntaja on tarkoitettu ja mitä se on. Tämä on sähkökone, joka on suunniteltu muuttamaan jännitettä. Ne ovat erilaisia käyttötarkoituksen mukaan. On olemassa virta-, jännite-, sovitus-, hitsaus-, teho-, mittausmuuntajia. Jokaisella on erilaiset tehtävät, mutta niitä yhdistää yksiselitteisesti toiminnan periaate. Kaikki muuntajat toimivat vaihtovirralla. Sellaisia DC-laitteita ei ole olemassa. Niissä kaikissa on ensiö- ja toisiokäämit.

Mitä kutsutaan ensiökäämiksi ja mitä toisiokäämiksi?

Ensisijainen on se, johon jännite tulee, ja toisio on se, josta se poistetaan. Oletetaan, että meillä on muuntaja, joka muuntaa 220 V AC 12 V:ksi. Tässä tapauksessa ensiökäämi on se, joka on 220 V. Mutta muuntajat eivät voi vain laskea, vaan myös nostaa jännitettä. NiinSiten kytkemällä 12 V AC aiemmin ilmoitettuun toisiokäämiin, voimme poistaa ensiökäämistä 220 V. Näin ne vaihtavat paikkaa.

Joissakin tapauksissa toisiokäämejä voi olla useita. Esimerkiksi vanhoissa televisioissa oli laitteita, joissa oli yksi ensiökäämi ja useita toisiokäämiä, joiden jännite vaihteli välillä 3,3 - 90 V. Muuntaja toimii joka tapauksessa jännitteiden ja virtojen muuttamiseksi optimaalisiin arvoihin.

Energian säilymisen laki

Tulee ymmärtää, että tämä laite ei ota energiaa tyhjästä. Otetaan esimerkiksi muuntaja, jonka ensiöjännite on 220 V ja virta 5 A. Tämä tarkoittaa, että sen teho on 1100 wattia. Toisiokäämistä 22 V:n jännitteellä voimme poistaa enintään 50 A:n virran. Watteiksi muutettuna saadaan samat 1100 wattia. Emme poista lisää tehoa toisiokäämityksestä. Jos yrität tehdä tämän, laite yksinkertaisesti epäonnistuu. Näin käy selväksi, mihin muuntaja on tarkoitettu. Vaihtojännitteen muuntamiseksi DC:ksi. Seuraavaksi kerromme sinulle lisää kustakin tällaisista laitteista.

instrumenttimuuntajat

Tällaisilla laitteilla arvot pienennetään mittauslaitteille hyväksyttäviksi. Niitä käytetään instrumentoinnissa. Tällaisia laitteita löytyy myös mikroprosessoritekniikasta. Siellä ne toimivat anturina, joka lähettää eri tasoisia signaaleja levylle sen mukaan, mistä jälkimmäinen "tekee päätöksen" jatkosta.laite.

Ne ovat yleensä erittäin tarkkoja, eikä niitä ole tarkoitettu kuluttajakäyttöön. Esimerkkejä siitä, mihin instrumenttimuuntajia käytetään, ovat seuraavat laitteet virran ja jännitteen muuntamiseen. Yritämme selittää niiden tarkoituksen mahdollisimman yksityiskohtaisesti.

Virtamuuntajat

Mihin nämä laitteet on tarkoitettu? Ne on suunniteltu vähentämään virran määrää hyväksyttävälle mittauslaitteistolle. Itse asiassa ne ovat välilaitteita johtimien, joista on otettava arvon arvo, ja mittausmekanismin välillä. Tällaisia muuntajia käytetään, kuten jo mainittiin, mittauslaitteissa, suojalaitteissa ja automaatiossa. Ne kytketään tällä tavalla: ensiökäämissä on useita kierroksia ja se on kytketty sarjaan kuorman kanssa, ja toisiokäämi on kytketty suoja- tai mittauslaitteiston pienimpään mahdolliseen resistanssiin.

Yleensä nämä muuntajat toimitetaan itse laitteen mukana, koska pienet muutokset kuormitusvastuksessa vaikuttavat mittaustarkkuuteen ja suojalaitteet eivät toimi kunnolla. Suunnitteluominaisuus ja tällaisten laitteiden liitäntätapa tekevät kuluttajan virransyötön mahdottomaksi.

Voltage Transformers

Tällaista laitetta ei käytetä kuluttajien virransyöttöön, mutta se on välttämätön galvaanisen eristyksen luomiseksi korkea- ja pienjänniteosien välille. Valmistusmenetelmä ei ole mitääneroavat samannimistä laitteiden tehotyypeistä. Ensiö- ja toisiokäämit ovat edelleen olemassa, langan poikkipinta on melko pieni, mikä ei salli sen käyttämistä kuluttajien virransyöttöön.

Otetaan esimerkiksi kilovolttimittari. Tosiasia on, että korkeajännitteisen laitteen rakentaminen on liian kallista. Siksi suureiden arvon ottavien mittapäiden ja laitteen väliin asennetaan jännitemuuntaja. Se muuntaa suuret arvot mittausmekanismin hyväksyttäviksi (noin 100 V). Tämän toimenpiteen avulla et voi tehdä muutoksia mittausmekanismiin. Jossain määrin tämä kytkentäkaavio mahdollistaa mittausten tekevän sähköasentajan suojan.

Niitä käytetään myös asennukseen erilaisissa automaattisissa ohjaus- ja suojajärjestelmissä. Nyt tiedät, mihin jännitemuuntajat ovat. Siirrytään seuraavaan tyyppiin - samannimiseen hitsauslaitteisiin.

Tehomuuntajat

Nämä ovat tehokkaampia laitteita, joita monet teistä ovat nähneet. Seuraavaksi kuvailemme yksityiskohtaisesti, mihin tehomuuntajia käytetään. Niitä tarvitaan lisäämään/laskemaan jännitettä sähkömagneettisen induktion avulla kuluttajan tarvitsemaan arvoon. Näissä laitteissa sana "kuluttaja" tarkoittaa tehtaita ja asuinrakennuksia.

Säikein esimerkki ovat laitteet, jotka laskevat 6 (10) kV:n hyväksyttävään 380 V:iin ja jotka syöttävät jo yhden vaiheen yhdessä keskilinjan kanssatalomme tarvitsevat 220 V. Ja esimerkki tällaisesta porrasmuuntajasta löytyy mikroa altouunista, jossa yksi 220 V verkkovirroista tekee toiminnan kann alta tarpeellisen 2 kV magnetronin. Suurjänniteyksiköt (yli 1000 V) ovat lähes aina kolmivaiheisia, ja ne luokitellaan öljy- tai ilmajäähdytteisiin yksiköihin sekä ilmastonmuutokseen ja ensiökäämien jännitteeseen.

Kolmivaiheisten muuntajien ominaisuus on, että käämien sisällyttämisestä (tähti-kolmio) riippuen voit muuttaa käyttöjännitettä 1,73 kertaa. Oletetaan, että tämä 6 kV kolmiolla kytketty yksikkö voi toimia 10 kV verkossa, ellei valmistaja tietenkään ole huolehtinut tästä mahdollisuudesta eristyspuolelta. On olemassa muuntajia, kuten edellä mainittiin, kolmivaiheisia ja yksivaiheisia. Laitteet on suunniteltu toimimaan eri tehoilla kuluttajan tarpeiden mukaan.

Aiemmin teholähteinä käytettyjä yksivaihemuuntajia korvataan nyt aktiivisesti erilaisilla elektronisilla muuntimilla, joilla on suurempi hyötysuhde, pienempi paino ja mitat. Myös teholaitteet voidaan jakaa magneettipiirin suoritustyypin mukaan sauvaan ja panssariin.

Sydänmagneettipiirillä varustettu muuntaja on suunniteltu siten, että U-muotoiseen osaan on asennettu 2 kelaa ja päälle suljetaan ike. Etuna on, että elementit eivät kosketa toisiaan.

Panssaroidussa magneettipiirissä käämi on asennettu W:n muotoiseen osaan. Se osa, jolla johtimet sijaitsevat, kääritään yleensä ensinensisijaisena ja sitten lämmönkestävän erottimen kautta toissijaisena. Etuna on käämien vahvistettu mekaaninen suojaus.

On olemassa myös toroidisia ytimiä, mutta ne on tehty ferriittirenkaista, koska tällaisen rakenteen rakentaminen laminoidusta magneettipiiristä on kannattamatonta. Tällaisia yksiköitä käytetään yleensä elektroniikassa ja ne toimivat korkeilla taajuuksilla.

Hitsausmuuntajat

Mihin nämä laitteet on tarkoitettu? Itse asiassa ne ovat itsenäisiä yksiköitä. Eli hitsausmuuntaja ei ole valjaat, jotka takaavat minkä tahansa laitteen toiminnan, vaan se on itse täysimittainen laite. Tällaisen laitteen tarkoituksena on alentaa verkkojännite suhteellisen alhaiselle, noin 50-60 V:lle, ja tuottaa suuri virta.

Tällä jännitteellä läpi menee melko lyhyt kaari, mutta todella v altava virta antaa sille paljon tehoa. Viimeisen parametrin ansiosta metalli hitsataan tai leikataan.

Tällaisissa muuntajissa on yleensä virransäätö. Tämä on tarpeen hitsauselektrodin halkaisijan ja tyypin muuttamiseen. Totta, kotikäyttöön tarkoitetut hitsausmuuntajat korvataan yhä useammin inverttereillä. Mikä ei ole yllättävää, koska hitsausmuuntimen hyötysuhde on alhaisempi. Se laskee voimakkaasti verkkojännitettä kuluttaen suuria virtoja ensiökäämissä, sillä on suuri paino, pieni liikkuvuus ja se lämpenee melko paljon verrattuna invertterityyppisiin laitteisiin.

Nyt tiedät kuinka hitsausmuuntaja toimii ja mihin se on tarkoitettu.

Koordinaattori

Tämän tyyppistä muuntajaa käytetään useissa monivaiheisissa piireissä sovittamaan vastus piirin eri osien välillä. Löydät sen putkivahvistimesta. Yleensä tällaisissa laitteissa se on vapaapäivä.

Mihin siis kuormitusta vastaava muuntaja on tarkoitettu? Esimerkiksi äänitaajuusvahvistimen lamppujen käyttöjännite on 70-90 V, mutta virta on niukka. Tällaista jännitettä ei voida asettaa kaiuttimiin, mikä tarkoittaa, että se lasketaan hyväksyttävään jännitteeseen ja vastaavasti virta kasvaa.

Tällaisen muuntajan tarkoitus on alentaa jännitettä tai nostaa sitä laitteen tietyn solmun vaatimaan arvoon.

Johtopäätös

Kaikkia virran ja jännitteen muuntamiseen tarkoitettuja laitteita yhdistää toimintaperiaate. Tärkeimmät parametrit, joihin on kiinnitettävä huomiota ostettaessa: ensiöjännite, toisiokäämi, taajuus, tehokerroin ja vastaavasti teho ja lähtövirta.

Tätä laitetta ei käytetä lähes koskaan arkielämässä. Loppujen lopuksi hitsausmuuntaja korvasi invertterin, ja sen analogit virtalähteissä ovat jo korvanneet elektroniset jännitemuuntimet. Tämä johtuu siitä, että laitteilla on yleensä paljon painoa verrattuna elektronisiin laitteisiin, eivätkä ne ole myöskään taloudellisesti edullisia ei-rautametallien suuren kulutuksen ja kalliiden korjausten vuoksi. Pysyy pian sisällätuotannossa vain muuntaja-asemia, mutta vain niissä paikoissa, joissa ei ole mahdollista korvata niitä elektronisilla komponenteilla.

Tässä artikkelissa yritimme selittää, mitä varten muuntajat ovat, ja puhuimme hieman niiden päätyypeistä.