Sisältö
- Muuntajan käämityskaava
- Muuntajan suunnittelulaskin
- Muuntajan käämityskaava ja magnetismi
- Esimerkkejä muuntajan käämityslaskurista
Jos olet koskaan miettinyt, kuinka talot ja rakennukset käyttävät voimalaitosten sähköä, sinun tulee oppia sähköverkon jakautumista muuntajista, jotka muuntavat korkeajännitevirrat kodinkoneiden käyttämiin. Nämä muuntajat käyttävät yksinkertaisia malleja useimmissa muuntajatyypeissä, mutta voivat vaihdella suuresti siihen, kuinka paljon ne muuttavat syöttöjännitettä rakentamisensa perusteella.
Muuntajan käämityskaava
Sähköverkkojakelujärjestelmien käyttämät muuntajat seuraavat yksinkertaisia malleja, joissa käytetään kelaa, joka on kierretty magneettisen ytimen ympärille eri alueilla.
Nämä lankakelat ottavat tulevan virran ja muuttavat jännitettä muuntajan kääntösuhde, mikä on Np/ N-s = Vp/ Vs ensiökäämin ja toissijaisen kelan lukumäärää varten Np ja Ns, vastaavasti, ja ensiökäämin ja toissijaisen kelan jännite Vp ja Vsvastaavasti.
Tämä muuntajan käämityskaava kertoo murtoluvun, jolla muuntaja muuttaa tulevaa jännitettä ja että kelan käämien jännite on suoraan verrannollinen itse käämien määrään.
Muista, että vaikka tähän kaavaan viitataan "suhteena", se on itse asiassa murto-osa, ei suhde. Esimerkiksi, jos sinulla olisi yksi käämi primaarikelassa ja neljä käämiä muuntajan toisiokäämissä, tämä vastaisi murto-osaa 1/4, mikä tarkoittaa, että muuntaja leikkaa jännitteen arvolla 1/4. Mutta suhde 1: 4 tarkoittaa, että yhdestä on jotain jotain jotain muuta, mikä ei aina tarkoita samaa kuin murto-osa.
Muuntajat voivat lisätä tai vähentää jännitettä, ja niitä kutsutaan nimellä astua tai astu alas muuntajat sen mukaan, mitä toimintaa ne suorittavat. Tämä tarkoittaa, että muuntajan kääntymissuhde on aina positiivinen, mutta se voi vaihdella välillä suurempi kuin yksi askelmuuntajille tai vähemmän kuin yksi askelmuuntajille.
Muuntajan käämityskaava pitää paikkansa vain, kun ensiö- ja toisiokäämien kulmat ovat samassa vaiheessa toistensa kanssa. Tämä tarkoittaa, että tietylle vaihtovirta (AC) -virtalähteelle, joka vaihtuu edestakaisin eteen- ja taaksepäinvirran välillä, sekä ensiö- että toisiokäämissä oleva virta ovat tahdissa toistensa kanssa tämän dynaamisen prosessin aikana.
Voi olla joitain muuntajaita, joiden muuntajan kierrossuhde on 1 ja jotka eivät muuta jännitettä, vaan niitä käytetään sen sijaan jakamaan eri piirejä toisistaan tai muuttamaan hiukan piirin vastusta.
Muuntajan suunnittelulaskin
Voit ymmärtää muuntajan ominaisuudet määrittääksesi, mitä muuntajan suunnittelulukema ottaa huomioon menetelmänä, jolla määritetään miten muuntajat rakennetaan itse.
Vaikka muuntajan ensiö- ja toisiokäämit ovat erillään toisistaan, ensiökäämi indusoi virran toisiokäämeissä induktanssimenetelmällä. Kun vaihtovirtalähde lähetetään ensiökäämien läpi, virta virtaa kääntöjen läpi ja luo magneettikentän keskinäisen induktanssin nimeltä menetelmällä.
Muuntajan käämityskaava ja magnetismi
Magneettikenttä kuvaa, mihin suuntaan ja kuinka voimakas magnetismi vaikuttaisi liikkuvalle varautuneelle hiukkaselle. Tämän kentän enimmäisarvo on d§ / dt , muutosnopeus magneettinen virtaus Φ pienen ajanjakson ajan.
Flux on mittaus siitä, kuinka paljon magneettikenttä virtaa tietyn pinta-alan, kuten suorakulmaisen alueen, läpi. Muuntajassa magneettikentän linjat lähetetään ulospäin magneettikäämistä, jonka ympärille langat on kelattu.
Magneettinen virta yhdistää molemmat käämit toisiinsa, ja magneettikentän lujuus riippuu virran määrästä ja käämien lukumäärästä. Tämä voi antaa meille muuntajan suunnittelulaskin joka ottaa nämä ominaisuudet huomioon.
Faradayn induktanssilaki, joka kuvaa kuinka magneettikentät indusoituvat materiaaleihin, määrää, että kummankin käämin indusoima jännite V = N x dΦ / dt joko primääri- tai toisiokäämille. Tätä kutsutaan yleensä indusoituneeksi sähkömoottorivoimana (eMF).
Jos mittaat magneettivuon muutosta pienessä ajassa, voit saada arvon d§ / dt ja käytä sitä laskemaan eMF. Magneettivuon yleinen kaava on Φ = BAcos_θ magneettikentälle _B, tason pinta-ala kentällä ja kulma magneettikenttäviivojen ja alueeseen kohtisuoran suunnan välillä θ.
Voit ottaa huomioon muuntajan magneettisen ytimen ympärillä olevien käämien geometrian vuon mittaamiseksi muodossa Φ = Φmax x sinωt vaihtovirtalähteelle missä ω on kulmataajuus (2rf taajuudelle f) ja Φmax on suurin flux. Tässä tapauksessa taajuus f viittaa aaltojen lukumäärään, jotka kulkevat tietyn sijainnin sekunnissa. Insinöörit viittaavat myös tuloon, joka on nykyinen kertojen käämien lukumäärä kertoimella "ampeerikierrosmäärästä"" kelajen magnetointivoiman mitta.
Esimerkkejä muuntajan käämityslaskurista
Jos haluat vertailla kokeellisia tuloksia siitä, kuinka muuntajan käämit vaikuttavat niiden käyttöön, voit verrata havaittuja kokeellisia ominaisuuksia muuntajan käämityslaskurin ominaisuuksiin.
Ohjelmistoyritys Micro Digital tarjoaa online-muuntajan käämityslaskurin standardilankamittarin (SWG) tai amerikkalaisen langanmittarin (AWG) laskemiseen. Tämän ansiosta insinöörit voivat valmistaa sopivan paksuisia lankoja, jotta he voivat kantaa tarkoituksiinsa tarvittavia lankavarauksia. Muuntajan laskin kääntää kertoo yksittäisen jännitteen käämin jokaisen kierroksen läpi.
Muut laskimet, kuten valmistusyhtiön Flex-Core -laskuri, antavat sinun laskea johtimen koon erilaisille käytännön sovelluksille, jos syötät kuormitusluokituksen, nimellisvirran toisiovirran, virta muuntajan ja mittarin välisen johtimen pituuden ja metri.
Virtamuuntaja luo vaihtojännitesyötön toisiokäämiinsä, joka on verrannollinen ensiökäämin virran kanssa. Nämä muuntajat alentavat korkeajännitevirrat alempiin arvoihin käyttämällä helppoa menetelmää todellisen sähkövirran tarkkailemiseksi. Taakka on itse mittauslaitteen vastus sen kautta kulkevalle virralle.
Hyperphysics tarjoaa verkossa muuntajan tehonlaskentarajapinnan, jonka avulla voit käyttää muuntajan suunnittelulaskuria tai muuntajan vastuslaskuria. Sen käyttämiseksi sinun on syötettävä syöttöjännitteen taajuus, ensiökäämin induktanssi, sekundaarikäämin induktanssi, ensiökäämin lukumäärä kelojen lukumäärä, sekundaarikäämin kelajen lukumäärä, toisiojännite, ensiökäämin vastus, sekundaarikäämin vastus, toisiokäämin kuormitusvastus ja keskinäinen induktanssi.
Keskinäinen induktanssi M laskee sen vaikutuksen, että sekundaarikäämin kuormituksen muutos voi kohdistaa virran primaarin läpi emf = -M AI1/ At virran muuttamiseksi ensiökäämin läpi AI1 ja muutos ajassa At.
Mikä tahansa online-muuntajan käämityslaskin tekee oletuksia itse muuntajasta. Varmista, että tiedät kuinka kukin verkkosivusto laskee väitetyt arvot, jotta ymmärrät muuntajan taustalla olevan teorian ja periaatteet. Kuinka lähellä ne ovat muuntajan fyysikasta johtuvassa muuntajan käämityskaavassa, riippuu näistä ominaisuuksista.