چگونه یک ترانسفورماتور توزیع قطب از ولتاژ پایین می رود؟

من به عنوان تأمین کننده ترانسفورماتورهای توزیع قطب ، نقش اساسی این دستگاه ها در زیرساخت های برقی ما را از اول مشاهده کرده ام. امروز ، من هیجان زده ام که به دنیای جذاب چگونگی ترانسفورماتور توزیع قطب ولتاژ بپردازم.

اصول ترانسفورماتور توزیع قطب

قبل از اینکه روند ولتاژ - پله را پایین بیاوریم ، بیایید بفهمیم ترانسفورماتور توزیع قطب چیست. ترانسفورماتور توزیع قطب ، همچنین به عنوان a شناخته می شودترانسفورماتور توزیع قطبی، به طور معمول بر روی قطب های ابزار در مناطق مسکونی ، تجاری و صنعتی نصب می شود. عملکرد اصلی آن تبدیل برق ولتاژ بالا از شبکه برق به ولتاژ کمتری و ایمن تر مناسب برای کاربران پایان است.

ساختار یک ترانسفورماتور توزیع قطب

یک ترانسفورماتور توزیع قطب از چندین مؤلفه کلیدی تشکیل شده است. هسته معمولاً از ورق های فولادی چند لایه ساخته شده است. این لمینت ها به کاهش تلفات جریان گرداب ، که جریانهای الکتریکی ناخواسته ناشی از هسته هستند ، کمک می کند. پیچیده شده در اطراف هسته دو مجموعه سیم پیچ وجود دارد: سیم پیچ اولیه و سیم پیچ ثانویه.

سیم پیچ اولیه به سمت ولتاژ بالا از شبکه برق وصل می شود. تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه با توجه به سطح ولتاژ بالا ورودی طراحی شده است. از طرف دیگر سیم پیچ ثانویه به سمت ولتاژ کم ولتاژ متصل می شود که قدرت مصرف کنندگان را تأمین می کند. نسبت تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه ($ n_p $) به تعداد چرخش در سیم پیچ ثانویه ($ n_s $) یک عامل مهم در تعیین نسبت تبدیل ولتاژ است.

اصل القاء الکترومغناطیسی

عملکرد یک ترانسفورماتور توزیع قطب بر اساس اصل القاء الکترومغناطیسی است که توسط مایکل فارادی در قرن نوزدهم کشف شد. هنگامی که یک جریان متناوب (AC) از طریق سیم پیچ اولیه جریان می یابد ، یک میدان مغناطیسی در حال تغییر در اطراف هسته ایجاد می کند.

طبق قانون القایی الکترومغناطیسی فارادی ، یک میدان مغناطیسی در حال تغییر یک نیروی الکتروموتیک (EMF) در یک هادی مجاور است. در مورد ترانسفورماتور ، میدان مغناطیسی در حال تغییر تولید شده توسط سیم پیچ اولیه باعث ایجاد EMF در سیم پیچ ثانویه می شود.

EMF ناشی از سیم پیچ ثانویه ($ e_s $) و سیم پیچ اولیه ($ e_p $) با فرمول زیر به تعداد چرخش های موجود در هر سیم پیچ مربوط می شود:

$ \ frac {e_s} {e_p} = \ frac {n_s} {n_p} $

این فرمول به عنوان معادله نسبت چرخش ترانسفورماتور شناخته می شود. اگر تعداد چرخش در سیم پیچ ثانویه کمتر از تعداد چرخش در سیم پیچ اولیه ($ n_s <n_p $) باشد ، ولتاژ ثانویه ($ e_s $) پایین تر از ولتاژ اصلی ($ e_p $) خواهد بود و در نتیجه یک مرحله ترانسفورماتور پایین می آید.

مرحله - محاسبه ولتاژ پایین

بیایید یک مثال عملی را برای نشان دادن چگونگی ترانسفورماتور توزیع قطب از ولتاژ پایین بیاوریم. فرض کنید ولتاژ اصلی $ e_p $ 10،000 ولت است و تعداد چرخش های اولیه سیم پیچ $ n_p $ 1000 است. اگر تعداد چرخش های ثانویه $ n_s $ 100 باشد ، می توانیم ولتاژ ثانویه $ e_s $ را با استفاده از معادله نسبت چرخش محاسبه کنیم.

$ \ frac {e_s} {10000} = \ frac {100} {1000} $

$ e_s = 1000 $ ولت

بنابراین ، در این مثال ، ترانسفورماتور از 10،000 ولت به 1000 ولت ولتاژ پایین می رود.

انواع مختلف ترانسفورماتورهای توزیع قطب برای مرحله ولتاژ - پایین

ما انواع ترانسفورماتورهای توزیع قطب را برای برآورده کردن شرایط مختلف ولتاژ - پایین ارائه می دهیم. برای برنامه های کوچک - مقیاس ، مانند خانه های مجرد ، ماترانسفورماتور نصب شده 50 کیلو ولت قطبیک انتخاب محبوب است. این می تواند به طور مؤثر از ولتاژ پایین بیاید تا منبع تغذیه ای پایدار برای لوازم خانگی فراهم شود.

در مناطق صنعتی و تجاری که قدرت سه فاز مورد نیاز ما است ، ماترانسفورماتور نصب شده قطب 3 فازایده آل است ترانسفورماتورهای سه فاز برای تحمل بارهای بزرگتر طراحی شده اند و می توانند قدرت ولتاژ سه فاز بالا را به سطح مناسب برای تجهیزات تجاری و ماشین آلات پایین بیاورند.

کارآیی و تلفات در ترانسفورماتورهای توزیع قطب

در حالی که ترانسفورماتورهای توزیع قطب در کاهش ولتاژ بسیار مؤثر هستند ، 100 ٪ کارآمد نیستند. دو نوع اصلی ضرر در یک ترانسفورماتور وجود دارد: تلفات مس و تلفات اصلی.

تلفات مس به دلیل مقاومت سیم مسی در سیم پیچ رخ می دهد. هنگامی که جریان از سیم پیچ ها جریان می یابد ، مقداری انرژی الکتریکی طبق قانون ژول ($ p = i^{2} r $) از بین می رود ، جایی که $ i $ فعلی است و $ r $ مقاومت سیم پیچ است.

ضررهای اصلی عمدتاً از تلفات هیسترزیس و تلفات جریان گرداب تشکیل شده است. تلفات هیسترزیس به دلیل مغناطش مکرر و عوامفری زدایی مواد اصلی رخ می دهد. ضررهای جاری ادی ، همانطور که در ابتدا گفته شد ، ناشی از جریانهای ناشی از هسته در هسته است.

برای به حداقل رساندن این تلفات ، ترانسفورماتورهای توزیع قطب مدرن با مواد با کیفیت بالا و تکنیک های تولید پیشرفته طراحی شده اند. به عنوان مثال ، استفاده از فولاد لمینت کم از بین رفته برای هسته و مس رسانایی بالا برای سیم پیچ می تواند به طور قابل توجهی کارایی ترانسفورماتور را بهبود بخشد.

اهمیت مرحله ولتاژ - پایین

مرحله - پایین آمدن ولتاژ توسط ترانسفورماتورهای توزیع قطب به دلایل مختلف از اهمیت بالایی برخوردار است. در مرحله اول ، برق ولتاژ بالا برای انتقال مسافت طولانی مناسب تر است زیرا باعث کاهش از بین رفتن برق در هنگام انتقال می شود. با این حال ، برق ولتاژ بالا خطرناک است و نمی تواند به طور مستقیم توسط بیشتر لوازم خانگی و تجاری استفاده شود.

با پایین آمدن ولتاژ ، ترانسفورماتورهای توزیع قطب برق را برای کاربران نهایی ایمن و قابل استفاده می کنند. آنها اطمینان می دهند که تجهیزات الکتریکی در خانه ها ، دفاتر و کارخانه ها می توانند به درستی کار کنند بدون اینکه در اثر ولتاژ بیش از حد آسیب ببینند.

پایان

در نتیجه ، یک ترانسفورماتور توزیع قطب از طریق اصل القاء الکترومغناطیسی ولتاژ را پایین می آورد. نسبت تعداد چرخش در سیم پیچ های اولیه و ثانویه نسبت تبدیل ولتاژ را تعیین می کند.

ما به عنوان تأمین کننده ترانسفورماتورهای توزیع قطب ، ما متعهد به ارائه محصولات با کیفیت بالا هستیم که می توانند ضمن به حداقل رساندن ضررها ، ولتاژ را از بین ببرند. این که آیا شما به یک ترانسفورماتور تک فاز با ظرفیت کوچک یا یک ترانسفورماتور بزرگ در مقیاس سه نیاز دارید ، ما یک راه حل مناسب برای شما داریم.

اگر به ما علاقه داریدترانسفورماتور توزیع قطبیباترانسفورماتور نصب شده 50 کیلو ولت قطب، یاترانسفورماتور نصب شده قطب 3 فاز، لطفاً برای اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید و در مورد الزامات خاص خود صحبت کنید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما هستیم تا نیازهای توزیع برق خود را برآورده کنیم.

منابع

• اصول ماشین آلات برقی ، استفان جی چاپمن
• تجزیه و تحلیل و طراحی سیستم قدرت ، J. Duncan Glover ، Mulukutla S. Sarma ، Thomas J. Overbye