Като доставчик на силови трансформатори с много отводи, често срещам запитвания от клиенти относно това как промените в отводите влияят на съотношението на напрежението на трансформатора. В този блог ще навляза в науката зад него, ще обясня практическите последици и ще подчертая значението на тази концепция в различни приложения.
Разбиране на основите на трансформаторите
Преди да обсъдим промените на крана, нека първо разберем основния принцип на трансформатора. Трансформаторът е статично електрическо устройство, което пренася електрическа енергия между две или повече вериги чрез електромагнитна индукция. Състои се от две или повече намотки от тел, известни като намотки, навити около обща магнитна сърцевина. Първичната намотка е свързана към източника на входно напрежение, а вторичната намотка е свързана към товара.
Съотношението на напрежението на трансформатора се определя от съотношението на завъртанията на първичната и вторичната намотка. Съгласно закона на Фарадей за електромагнитната индукция, индуцираното напрежение в една намотка е пропорционално на броя на намотките в тази намотка. Формулата за съотношението на напрежението ($V_1/V_2$) на трансформатор се дава от:
$V_1/V_2 = N_1/N_2$
където $V_1$ и $V_2$ са съответно първичното и вторичното напрежение, а $N_1$ и $N_2$ са броят на навивките съответно в първичната и вторичната намотка.
Какво представляват промените чрез докосване?
Силовият трансформатор с много отводи е оборудван с отводи на първичната или вторичната намотка, или и на двете. Крановете са допълнителни точки на свързване по протежение на намотката, които позволяват промяна в броя на завъртанията в намотката. Чрез промяна на кран връзката, ние можем ефективно да променим съотношението на завъртания на трансформатора, което от своя страна влияе на съотношението на напрежението.
Има два основни типа стъпални превключватели: стъпални превключватели с включено натоварване (OLTC) и стъпални превключватели без товар (OLTC). Превключвателите на крана под товар могат да променят позицията на крана, докато трансформаторът е под напрежение и захранва товара. Това е полезно в приложения, където се изисква непрекъснато и стабилно захранване с напрежение, като например в електроразпределителните системи. От друга страна, стъпалните превключватели без товар изискват трансформаторът да бъде изключен, преди позицията на стъпалния кран да може да бъде сменена. Те обикновено се използват в приложения, където корекциите на напрежението са по-рядко, като например в някои индустриални и търговски инсталации.
Как промените на крана влияят на съотношението на напрежението
Когато променим позицията на крана на трансформатор, ние по същество променяме броя на намотките в намотката. Да приемем, че имаме трансформатор с първична намотка от $N_1$ навивки и вторична намотка от $N_2$ навивки и първоначалното съотношение на напрежението е $V_1/V_2 = N_1/N_2$.
Ако преместим крана на първичната намотка до позиция, където броят на навивките е намален до $N_1'$, новото съотношение на напрежението става $V_1/V_2'=N_1'/N_2$. Тъй като $N_1'<N_1$, според формулата за съотношението на напрежението, вторичното напрежение $V_2'$ ще се увеличи. Обратно, ако увеличим броя на навивките в първичната намотка чрез промяна на позицията на крана, вторичното напрежение ще намалее.
Например, помислете за понижаващ трансформатор с първично напрежение от $V_1 = 1000$ V, първична намотка от $N_1 = 1000$ навивки и вторична намотка от $N_2 = 100$ навивки. Първоначалното вторично напрежение $V_2$ се дава от:
$V_2=(N_2/N_1)\times V_1=(100/1000)\times1000 = 100$ V
Ако променим крана на първичната намотка до позиция, в която броят на намотките е намален до $N_1' = 800$ намотки, новото вторично напрежение $V_2'$ е:
$V_2'=(N_2/N_1')\times V_1=(100/800)\times1000 = 125$ V
Това показва как може да се използва промяна на крана за регулиране на изходното напрежение на трансформатор.
Практически приложения на промените с докосване
Системи за електроразпределение
В електроразпределителните системи напрежението в края на източника може да варира поради фактори като промени в натоварването, загуби в линията и колебания на изхода на генератора. Превключвателите под товар се използват в разпределителни трансформатори за поддържане на стабилно напрежение в края на потребителя. Чрез непрекъснато регулиране на позицията на крана, трансформаторът може да компенсира промените в напрежението и да гарантира, че напрежението, подадено към потребителите, остава в приемливия диапазон.
Индустриални приложения
В промишлени условия различните видове оборудване може да изискват различни нива на напрежение. Например, някои двигатели могат да работят по-ефективно при малко по-високо или по-ниско напрежение от стандартното захранващо напрежение. Трансформаторите с много отводи могат да се използват за осигуряване на подходящо напрежение към това оборудване. Стъпковите превключватели без товар често се използват в промишлени трансформатори, тъй като изискванията за напрежение на повечето индустриално оборудване не се променят често.
Системи за непрекъсваемо захранване (UPS).
Тороидален трансформатор за UPSса важен компонент в UPS системите. Тези трансформатори може да имат кранове за регулиране на изходното напрежение, за да отговарят на изискванията на свързаното оборудване. Стабилното и регулируемо изходно напрежение е от решаващо значение в UPS системите, за да се гарантира правилното функциониране на критично оборудване по време на прекъсване на захранването.
Индустриални системи за контрол
Тороидален трансформатор за промишлен контролсе използват в различни индустриални контролни приложения. Промените в крана в тези трансформатори могат да се използват за фина настройка на напрежението, подавано към управляващите вериги, сензори и изпълнителни механизми. Това помага за подобряване на точността и надеждността на системите за управление.
Предимства от използването на многоотводни силови трансформатори
- Регулиране на напрежението: Многоотводните трансформатори позволяват лесно регулиране на изходното напрежение, което е от съществено значение за поддържане на стабилно захранване с напрежение в различни приложения.
- Гъвкавост: Те осигуряват гъвкавост при посрещане на различните изисквания за напрежение на различни товари. Един трансформатор може да се използва за захранване на множество товари с различни нужди от напрежение чрез проста промяна на позицията на крана.
- Енергийна ефективност: Чрез регулиране на напрежението до оптималното ниво за конкретен товар, трансформаторите с много отводи могат да помогнат за намаляване на потреблението на енергия и подобряване на цялостната енергийна ефективност на системата.
Заключение
Промените на крана играят решаваща роля при регулирането на съотношението на напрежението на трансформатора. Чрез промяна на броя на навивките в намотката чрез кранове, можем ефективно да контролираме изходното напрежение на трансформатора. Тази функция се използва широко в разпределение на електроенергия, промишлени и други приложения, за да се осигури стабилно и подходящо захранване с напрежение.
Като доставчик на многоотводни силови трансформатори, ние предлагаме широка гама отТороидални еднофазни силови трансформаторикоито са предназначени да отговорят на разнообразните нужди на нашите клиенти. Нашите трансформатори са изградени с висококачествени материали и усъвършенствани производствени техники, за да осигурят надеждна работа и дълъг експлоатационен живот.
Ако имате нужда от многоотводен захранващ трансформатор за вашето приложение, ви каним да се свържете с нас за подробно обсъждане. Нашият екип от експерти ще се радва да ви помогне при избора на правилния трансформатор и да ви предостави персонализирано решение, което отговаря на вашите специфични изисквания.
Референции
- Чапман, SJ (2012). Основи на електрически машини. Макгроу - Хил.
- Grover, FW (1946). Изчисления на индуктивност: работни формули и таблици. Dover Publications.
- Sudhoff, SD (2008). Електрически машини и задвижвания: първи курс. Уайли.