Трансформаторууд нь цахилгаан эрчим хүчний системийн зайлшгүй бүрэлдэхүүн хэсэг бөгөөд цахилгаан эрчим хүчийг хол зайд үр ашигтай дамжуулах, түгээх боломжийг олгодог. Трансформаторууд нь янз бүрийн төрөл, тохиргоотой байдаг ч хоёр үндсэн ангилал байдаг: шаталсан болон шаталсан трансформаторууд.

Энэхүү блог нийтлэлд бид шаталсан болон шаталсан трансформаторуудын хоорондох үндсэн ялгааг судалж, тэдгээрийн өвөрмөц шинж чанар, ажиллах зарчим, цахилгааны инженерийн салбарт түгээмэл хэрэглэгддэг хэрэглээг нарийвчлан авч үзэх болно.

Step-up Transformers

Step-up трансформаторууд гэж юу вэ

Шатдаг трансформаторууд нь анхдагч ороомогоос хоёрдогч ороомог руу хүчдэлийн түвшинг нэмэгдүүлэх зориулалттай цахилгаан төхөөрөмж юм.

Эдгээр нь цахилгаан трансформаторууд хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомгоос илүү олон эргэлттэй, нийтлэг цөмийг тойрон ороосон тусгаарлагдсан зэс утсаар хийсэн хоёр ороомогоос бүрдэнэ. Хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо өндөр байгаа нь шаталсан трансформаторуудад бага хүчдэлийн, өндөр гүйдлийн чадлыг өндөр хүчдэлийн, бага гүйдлийн чадлаар хөрвүүлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь цахилгаан эрчим хүчийг холын зайд дамжуулахад тохиромжтой болгодог.

Step-Up трансформаторууд хэрхэн ажилладаг вэ

Өсгөгч трансформаторын ажиллагаа нь цахилгаан соронзон индукцийн зарчим дээр суурилдаг. Хувьсах гүйдэл (AC)-ийг анхдагч ороомогт өгөхөд трансформаторын цөмд соронзон урсгал үүсдэг. Энэхүү хэлбэлзэлтэй соронзон орон нь хоёрдогч ороомогт цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF)-ийг өдөөж, хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тооны анхдагч ороомогтой харьцуулсан харьцаатай пропорциональ гаралтын хүчдэл үүсгэдэг.

Өсгөгч трансформаторын хувьд хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомгоос илүү олон эргэлттэй байдаг тул анхдагч хүчдэлтэй харьцуулахад хоёрдогч хүчдэл өндөр байдаг. Хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тооны анхдагч ороомогтой харьцуулсан харьцааг хувиргалтын харьцаа гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь гаралтын хүчдэлийн хэмжээг тодорхойлдог. Жишээлбэл, хэрэв өсгөгч трансформатор нь анхдагч ороомог нь 100 эргэлттэй, хоёрдогч ороомог нь 1,000 эргэлттэй бол хувиргалтын харьцаа 10:1 байх бөгөөд энэ нь гаралтын хүчдэл нь оролтын хүчдэлээс арав дахин их байх болно гэсэн үг юм.

Шаталсан трансформаторын хүчдэлийн хувиргалт нь дараах томъёог дагана.

V_s / V_p = N_s / N_p

хаана:

• V_s нь хоёрдогч (гаралтын) хүчдэл юм
• V_p нь анхдагч (оролтын) хүчдэл юм
• N_s нь хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо юм
• N_p нь анхдагч ороомгийн эргэлтийн тоо юм

Өсгөгч трансформаторт хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоо (N_s) нь анхдагч ороомгийн эргэлтийн тооноос (N_p) их байна. Үүний үр дүнд хоёрдогч хүчдэл (V_s) нь анхдагч хүчдэлээс (V_p) өндөр байх бөгөөд энэ нь хүчдэлийг үр дүнтэйгээр "өсгөх" болно.

Өсгөгч трансформаторын гүйдлийн хувиргалт нь хүчдэлийн хувиргалттай урвуу пропорциональ байна. Энэ нь дараах томъёог дагана.

I_p / I_s = N_s / N_p

хаана:

• I_p нь анхдагч (оролтын) гүйдэл юм
• I_s нь хоёрдогч (гаралтын) гүйдэл юм

Өсгөгч трансформаторт анхдагч ороомогоос хоёрдогч ороомог руу хүчдэл нэмэгдэхэд гүйдэл буурдаг. Учир нь идеал трансформаторын чадал (P) тогтмол хэвээр байх бөгөөд чадал нь хүчдэл ба гүйдлийн үржвэр юм (P = V × I). Хэрэв хүчдэл нэмэгдвэл чадлын түвшинг ижил байлгахын тулд гүйдэл буурах ёстой.

Урсдаг трансформаторууд

Бууруулах трансформаторууд гэж юу вэ

A бууруулах трансформатор нь өндөр хүчдэлийн, бага гүйдлийн чадлыг бага хүчдэлийн, өндөр гүйдлийн чадал болгон хувиргадаг трансформаторын нэг төрөл юм.

Бууруулах трансформаторууд нь төмөр эсвэл ган зэрэг соронзон материалаар хийсэн нийтлэг цөмд ороосон анхдагч ба хоёрдогч ороомог гэгддэг хоёр багц ороомогоос бүрдэнэ. Анхдагч ороомог нь өндөр хүчдэлийн оролтыг хүлээн авдаг бол хоёрдогч ороомог нь бууруулсан хүчдэлийн гаралтыг өгдөг.

Бууруулах трансформаторууд хэрхэн ажилладаг вэ

Бууруулах трансформаторын ажиллах зарчим нь Фарадейгийн цахилгаан соронзон индукцийн хууль дээр суурилдаг. Хувьсах гүйдэл (AC)-ийг анхдагч ороомогт өгөхөд трансформаторын цөмд өөрчлөгдөж буй соронзон урсгал үүсдэг. Энэхүү хэлбэлзэлтэй соронзон орон нь хоёрдогч ороомогт цахилгаан хөдөлгөгч хүч (EMF)-ийг өдөөж, хоёрдогч ороомгийн эргэлтийн тоог анхдагч ороомгийн эргэлтийн тоотой харьцуулсан харьцаатай пропорциональ гаралтын хүчдэл үүсгэдэг.

Бууруулах трансформаторын хувьд хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомгоос цөөн эргэлттэй байдаг. Үүний үр дүнд хоёрдогч ороомог дахь өдөөгдсөн хүчдэл нь анхдагч ороомогт өгөгдсөн оролтын хүчдэлээс бага байдаг. Гэсэн хэдий ч энерги хэмнэлтийн хуулийн дагуу хоёрдогч ороомог дахь гүйдэл нь тогтмол чадлын дамжуулалтыг хадгалахын тулд пропорциональ байдлаар нэмэгддэг (алдагдалгүй идеал трансформатор гэж үзвэл).

Step-up болон Step-down трансформаторуудын хоорондох гол ялгаанууд

Хүчдэлийн хувиргалт

Шатдаг трансформаторууд нь анхдагч ороомогоос хоёрдогч ороомог руу хүчдэлийг нэмэгдүүлэх зориулалттай. Үүнийг анхдагч ороомогтой харьцуулахад хоёрдогч ороомог дахь эргэлтийн тоо их байх замаар хийдэг.

Бууруулах трансформаторууд нь анхдагч ороомогтой харьцуулахад хоёрдогч ороомог дахь эргэлт бага байх замаар анхдагч ороомогоос хоёрдогч ороомог руу хүчдэлийг бууруулдаг.

Одоогийн өөрчлөлт

Өсгөгч трансформаторт анхдагч ороомогоос хоёрдогч ороомог руу хүчдэл нэмэгдэхэд гүйдэл нь пропорциональ байдлаар буурдаг.

Бууруулах трансформаторт анхдагч ороомогоос хоёрдогч ороомог руу хүчдэл буурах үед гүйдэл нь пропорциональ байдлаар нэмэгддэг.

Эргэлтийн харьцаа

Өсгөгч трансформаторын хувьд эргэлтийн харьцаа 1-ээс их байгаа нь хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомогоос илүү эргэлттэй байгааг харуулж байна.

Бууруулах трансформаторын хувьд эргэлтийн харьцаа 1-ээс бага байгаа нь хоёрдогч ороомог нь анхдагч ороомогоос цөөн эргэлттэй байгааг харуулж байна.

Зураг төсөл боловсруулах

Өсгөгч трансформаторууд нь ихэвчлэн илүү том цөмтэй бөгөөд хүчдэл нэмэгдэхийг хангахын тулд хоёрдогч ороомог дахь эргэлтийн тоо өндөр байдаг. Мөн цахилгааны эвдрэлээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд өндөр диэлектрик бат бэхтэй тусгаарлагч материал шаарддаг.

Бууруулах трансформаторууд нь цөмийн хэмжээ багатай, хоёрдогч ороомог дахь эргэлт багатай байдаг. Тэд мөн нэмэгдсэн гүйдлийг зохицуулахын тулд хоёрдогч ороомог дахь зузаан утсан хэмжигч ашиглаж болно.

Нийтлэг хэрэглээ

Өндөр хүчдэлийн дамжуулах шугамаар хол зайд дамжуулахаас өмнө үйлдвэрлэсэн цахилгаан эрчим хүчний хүчдэлийг нэмэгдүүлэхийн тулд цахилгаан станцуудад шаталсан трансформаторуудыг түгээмэл ашигладаг.

Нөгөөтэйгүүр, шаталсан трансформаторуудыг цахилгаан түгээх сүлжээнд өндөр хүчдэлийн цахилгааныг эцсийн хэрэглэгчдэд тохиромжтой бага хүчдэлийн түвшин хүртэл бууруулахад ашигладаг. Эдгээрийг түгээх дэд станцуудад түгээмэл ашигладаг бөгөөд айл өрх, оффис, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийг цахилгаанаар хангахад ашигладаг.

үр ашиг

Өсгөгч трансформаторууд нь бууруулагч трансформаторуудтай харьцуулахад ихэвчлэн илүү өндөр үр ашигтай байдаг. Учир нь өсгөгч трансформаторуудын хүчдэл нэмэгдэх нь гүйдлийн урсгалыг багасгадаг бөгөөд энэ нь ороомог дахь зэсийн алдагдлыг бууруулдаг.

Бууруулах трансформаторууд нь үр ашигтай хэвээр байгаа ч хоёрдогч ороомог дахь гүйдлийн урсгал нэмэгдсэний улмаас үр ашиг нь арай бага байж болох бөгөөд энэ нь зэсийн алдагдал нэмэгдэхэд хүргэдэг.

Урвуу хооллолтын концепц

Өсгөгч болон доошлуулалтын трансформаторуудыг тодорхой зорилгоор бүтээсэн боловч тэдгээрийг урвуу тэжээл гэж нэрлэдэг урвуу горимд ажиллуулах боломжтой. Энэ тохиргоонд өсгөгч трансформатор нь доошлуулалтын трансформаторын үүрэг гүйцэтгэж болно, мөн эсрэгээрээ. Гэсэн хэдий ч энэ практик нь анхааралтай авч үзэх ёстой тодорхой хязгаарлалтууд болон болзошгүй эрсдэлүүдтэй дагалддаг.

Урвуу горимд ажиллах үед трансформатор тийм ч үр дүнтэй ажиллахгүй байж магадгүй бөгөөд хүчдэлийн зохицуулалт алдагдаж болзошгүй. Түүнчлэн, урвуу тэжээл нь аюулгүй байдлын асуудал үүсгэж, трансформатор эсвэл холбогдсон тоног төхөөрөмжид гэмтэл учруулж болзошгүй.

Аюулгүй, үр ашигтай ажиллагааг хангахын тулд трансформаторыг зориулалтын дагуу, тодорхой хүчдэл болон гүйдлийн нэрлэсэн хэмжээнд нь ашиглахыг ерөнхийдөө зөвлөж байна. Хэрэв тодорхой хэрэглээнд өөр хүчдэлийн хувиргалтын харьцаа шаардлагатай бол урвуу тэжээлд найдахаас илүүтэйгээр тухайн зорилгоор тусгайлан бүтээсэн трансформаторыг ашиглахыг зөвлөж байна.

Зарим тохиолдолд урвуу тэжээлийг түр зуурын болон онцгой байдлын үед ашиглаж болох боловч үүнийг болгоомжтой, мэргэшсэн цахилгааны мэргэжилтнүүдийн удирдлага дор хийх хэрэгтэй. Трансформатор болон холбогдсон тоног төхөөрөмжийг болзошгүй эвдрэлээс хамгаалахын тулд зохих гал хамгаалагч, хэлхээний таслуур, хяналтын төхөөрөмж ашиглах зэрэг зохих аюулгүй байдлын арга хэмжээг хэрэгжүүлэх шаардлагатай.