Useita käämimuuntajia

Sekä AC/DC- että DC/DC tehomuuntimet ja virtalähteet käyttävät muuntajaa. Muuntajat ovat olennainen osa minkä tahansa sähköpiirin. Se voi nostaa ja laskea jännitteitä turvalliseen rajaan. Muuntajat ovat pakollinen komponentti kaikissa piireissä, joissa on tasavirtalähtö ja verkkojännitetulo. DC/DC-piirissä muuntaja toimii kytkemällä PWM-signaaleja AC sinimuotoisen signaalin sijaan.

Monikäämimuuntajat voivat antaa meille lähtötehon korkealla hyötysuhteella ja useiden kiskojen yli. Näissä muuntajissa on useita toisiokäämejä tulojännitteen nostamiseksi tai vähentämiseksi haluttuun arvoon. Näitä muuntajia käytetään myös useiden kiskojen eristämiseen sähköjärjestelmässä.

Pikakuvaus:

• Mikä on monikäämimuuntaja
• Johdatus kaksoisjännitemuuntajiin
• Useita käämitysmuuntajahanoja
• Jännitekokoonpanot useille käämimuuntajille
• Mikä on Center Tappped Multi Winding Transformer
• Keskikierteitetyt muuntajat, joissa käytetään kaksoisjännitemuuntajaa
• Johtopäätös

Mikä on monikäämimuuntaja

Muuntajat, joilla on useampi kuin yksi käämi kummallakin puolella, kutsutaan Useita käämimuuntajia . Niissä on yleensä yksi ensiökäämi ja kaksi tai useampi toisiokäämi. Nämä muuntajat ovat hyödyllisiä eri tarkoituksiin, kuten jännitteen säätöön, eristykseen ja impedanssin sovitukseen.

Monikäämimuuntajat toimivat samalla tavalla kuin tavalliset muuntajat. Yksi ero on, että heillä on useampi kuin yksi käämi kummallakin puolella . Niiden yhdistämiseksi meidän on tarkistettava kunkin käämin jännitteen napaisuus, joka on merkitty pisteillä. Pisteet osoittavat käämin positiivisen (tai negatiivisen) pään.

Muuntajat toimivat keskinäisellä induktiolla, mikä tarkoittaa, että kunkin käämin jännite on verrannollinen kierrosten lukumäärään, kuten alla:

Jokaisen käämin teho on sama, joten kierrosten suhde on yhtä suuri kuin jännitteiden suhde. Esimerkiksi, jos ensiökäämissä on 10 kierrosta ja 100 volttia ja toisiokäämissä 5 kierrosta, toisiojännite on 50 volttia. Näin monikäämimuuntajilla voi olla eri lähtöjännitteet eri keloille.

Muuntaja, jossa voi olla erilaisia ​​toissijaisia ​​johtoja vaihtelevilla kierroksilla. Kierrosluku vaikuttaa sähkön jännitteeseen. Enemmän kierroksia tarkoittaa suurempaa jännitettä ja vähemmän kierroksia pienempi jännite. Joten muuntaja voi tuottaa eri jännitteitä eri laitteille yhdestä sähkönlähteestä. Tästä on hyötyä elektronisissa piireissä, kuten virtalähteissä ja muuntimissa.

Seuraavassa on monikäämimuuntaja, jossa on useita toisiokäämiliitäntöjä. Jokainen näistä toisiokäämeistä tarjoaa erilaisen jännitteen ulostulon.

Voimme käyttää ensiökäämiä yksitellen tai yhdistää sen erilaisten muiden käämien kanssa muuntajan käyttämiseksi. Toisiokäämin liitäntä riippuu kuitenkin siitä, kuinka paljon jännitettä tarvitsemme lähtöpuolella. Toisiokäämitys rinnakkaiskonfiguraatiossa on mahdollista vain, jos kahden kytketyn käämin on oltava sähköisesti identtisiä. Toisin sanoen niiden virran ja jännitteen nimellisarvojen on oltava samat.

Johdatus kaksoisjännitemuuntajiin

Kaksoisjännitemuuntajat sisältävät kaksi ensiökäämiä ja kaksi toisiokäämiä. Molempien ensiöyksiköiden jännite- ja virtatiedot ovat samat. Samoin molempien toisiokäämien jännite- ja virtaarvot ovat samat. Nämä muuntajat on suunniteltu siten, että niitä voidaan käyttää erilaisissa sovelluksissa. Voimme vaihtaa näiden käämien muuntajahanat luodaksesi sarja- ja rinnakkaisyhdistelmän korkeampia virta- ja jännitevaatimuksia varten. Tämän tyyppisiä monikäämimuuntajia kutsutaan nimellä Kaksoisjännitemuuntajat .

Useita käämitysmuuntajahanoja

Jotkut muuntajat on suunniteltu siten, että voit muuttaa niiden kääntösuhdetta muuttamalla ensiö- ja toisiopuolen liitäntöjä. Näitä muuntajan ensiö- tai toisiopuolen liitäntöjä kutsutaan muuntajan hanat .

Muuntajan kytkentäkaaviossa näkyy ensiö- ja toisiokäämien yksinapakytkentä. Tässä kuvassa voimme nähdä toisiokäämin (400) kierrokset enemmän kuin ensiökäämin (100) kierrokset. Tämä on siis alaspäin lasketun muuntajan kytkentäkaavio, jossa on kaksi ensiö- ja toisiokäämiä.

Annetussa muuntajassa on kaksi ensiö- ja toisiokäämiä. Näissä käämeissä kumpaakin päätä kutsutaan terminaaliksi ja jokaiselle käämille on pari liittimiä.

Ensiö- tai suurjännitepuolen liittimet on nimetty H1 ja H2 .

Kun katsot muuntajaa toissijaiselta puolelta, muuntajan korkeajänniteliitin on merkitty nimellä H1 . CSA:n mukaan tästä on tehty alan standardi korkeajänniteliittimen merkitsemiseksi toisiopuolelta katsottuna.

Vastaavasti muut suurjännitekäämin puolen liittimet on merkitty H3 ja H4 .

Kuvasta nähdään, että suurjännitemuuntajan toisioliittimen merkitsemiseen käytetään kirjainta X . Kaksi toisio- tai pienjännitepuolen liitintä on merkitty X ₁ , X ₂ , ja X ₃ , X ₄ .

Etuna on muuntajilla, joissa on kaksoiskäämitys kummassakin ensiö- ja toisiokäämityksessä. Tällä tavalla jokainen muuntajan käämipari liitetään joko sarjaan tai rinnan.

Harkitse nyt alla olevaa muuntajan liitäntäkaaviota. Tämä kokoonpano sisältää myös kaksi ensiö- ja toisiokäämiä. Tässä molemmat ensiöpuolen käämit ovat sarjassa, kun taas toisiopuolet ovat rinnakkain.

Hanaliitännästä näet, että korkeajännitepuolella, liitin H2 on kytketty terminaaliin H3 . Joten tällä tavalla molemmat suurjännitekäämit ovat sarjassa toistensa kanssa. Molempien korkeajännitteisten ensiökäämien kierrosten lukumäärä on 400 kierrosta. Ensiö- tai suurjännitepuolella on siis yhteensä 800 kierrosta.

Terminaali X ₁ pienjännitepuolella on kytketty liittimeen X ₃ , kun taas terminaali X ₂ on liitetty terminaaliin X ₄ .

Kaksi pienjännitekäämitystä, kummassakin 100 kierrosta, on kytketty rinnan. Tämä luo yhden toisiokäämin, jossa on yhteensä 100 kierrosta.

Joten tässä muuntajassa on 800 kierroksen ensiö ja 100 kierrosta toisio, ja se on nyt konfiguroitu alaspäin muuntajaksi, jonka kiertosuhde on 8:1 .

Harkitse nyt samaa muuntajaa, jolla on erilainen liitäntäkokoonpano. Tässä skenaariossa suurjännitekäämit ja pienjännitekäämit on kytketty sarjaan.

Suurjännitekäämeissä on kaksi 400 kierrosta ensiökäämiä, jotka on kytketty sarjaan. Tämä luo korkeajännitteisen yksittäiskäämin, jossa on yhteensä 800 kierrosta. Vastaavasti myös kaksi 100-kierrosta pienjännitekäämiä on kytketty sarjaan. Tämä johtaa yhteen toisiokäämiin, jossa on 200 kierrosta. Joten uusi muutettu kääntösuhde, jonka saamme, on nyt 800:200 tai 4:1 .

Tässä muuntajan konfiguraatiossa ensiöpuolen molemmat käämit ovat rinnakkain, kun taas molempien toisiopuolen kytkennät ovat sarjassa. Koska ensiökäämit ovat rinnakkain, molemmat 400 kierroksen ensiökäämit toimivat yhtenä primäärikääminä, jossa on 400 kierrosta.

Molemmat toisiopuolen käämit on kytketty sarjaan, kummallakin on 1000 kierrosta. Nämä molemmat muodostavat yhden 200 kierroksen toissijaisen pienjännitekäämin. Uusi kääntösuhde, jonka saamme tälle muuntajakokoonpanolle, on 400:200 tai 2:1 .

Olemme siis kattaneet muuntajan eri kokoonpanot kahdella ensiö- ja toisiokäämityksellä. Tällä tavalla voimme säätää ensisijaisen ja toissijaisen hanan liitännät erilaisten kääntösuhteiden saamiseksi.

Jännitekokoonpanot useille käämimuuntajille

Eri konfiguraatiot mahdollistavat useiden käämimuuntajien kytkemisen. Kunkin tyypin liitäntä riippuu useista tekijöistä, kuten tarvitsemamme lähtöjännitteen määrästä ja tehoväylästä, johon meidän on liitettävä muuntaja. Kelan kokoonpanosta riippuu myös, onko ensiö- vai toisiopuoli kytketty sarjaan vai rinnan.

Katsotaanpa joitain monikäämimuuntajien pääkonfiguraatioita:

1. Multi-Winding Transformer Configuration

Monikäämismuuntajassa on kaksi ensiö- ja kaksi toisiokäämiä. Harkitse seuraavaa kuvassa olevaa monikäämitistä muuntajaa:

Jotkut monikäämimuuntajan tärkeimmät ominaisuudet ovat:

• Muuntajassa voi olla useita ensiökäämiä, useita toisiokäämiä tai molemmat.
• Suurin jännite korkeajännitepuolen kummassakin käämissä on alempi kahdesta jännitteestä.
• Kunkin pienjännitekäämin maksimijännite on pienin kahdesta toisiojännitteestä.
• Eristys voi vaurioitua mitkä tahansa määritellyt arvot korkeammat jännitteet.
• Jokainen muuntajan käämi pystyy käsittelemään turvallisesti puolet muuntajan kilovolttiampeerista (kVA).
• Tarvittavan jännitteen saamiseksi voimme kytkeä akut sarjaan tai rinnan.

2. Multi-Coil-jakelumuuntaja

Annettu muuntaja on mitoitettu 50 kVA, 2400/4800 V – 120/240 V. Tästä voidaan päätellä, että suurjännitepuoli pystyy käsittelemään maksimissaan 2400 V käämitystä kohden. Ja tämä jännite on aina pienempi kuin kaksi jännitettä. Samoin pienjännitepuolen tai toisiopuolen käämin maksimijännite on 120 V käämitystä kohden. Muista, että näiden nimellisjännitteiden ylittäminen voi vahingoittaa eristystä.

Ensisijaisen puolen (korkeajännite) liitäntä

• Jos haluat liittää tämän 50 kVA muuntajan suurjännitepuolen 4800 V väylään, sinun on kytkettävä kaksi käämiä sarjaan. Tällä tavalla 4800 V:n väylän jännite jaetaan tasaisesti, ja jokaisen käämin on kestettävä 2400 V:n kuormitus.
• Kun liität suurjännitepuolen 2400 V väylään, valitse rinnakkaisliitäntä. Näin varmistetaan, että jokainen käämi on 2400 V.

Toissijaisen puolen (pienjännite)liitäntä

• Kytkeäksesi pienjännite- tai toisiopuolen 240 V väylään, kytke kaksi käämiä sarjaan. Tämä jakaa väylän jännitteen tasan ja antaa 120 V jokaiseen käämiin.
• Jos haluat liittää pienjännitepuolen 120 V väylään, käytä rinnakkaisliitäntää. Näin jokainen käämi toimii 120 V jännitteellä.

3. Nykyiset laskelmat

Muuntajassa volttiampeerien (VA) arvo voidaan laskea ottamalla jännitteen tulo virran kanssa. Edellisessä konfiguraatiossa annettu muuntaja pystyy käsittelemään vain puolet kokonaiskVA:sta. Jokainen korkeajännitekäämi ja jokainen pienjännitekäämi on mitoitettu 25 kVA:lle.

Virran laskeminen suurjännitekäämitykselle (ensisijainen):

Joten yllä olevasta tuloksesta voimme päätellä, että suurin virta, jonka suurjännitekäämi voi käsitellä, on 10,4 A.

Virran laskenta pienjännitekäämitykselle (toissijainen):

Pienjännitekäämissä sen kestämä suurin virta on 208,3 ampeeria.

Katsotaan nyt yhdistettyjä arvoja, kun molempia keloja tarkastellaan yhdessä:

Virran laskeminen suurjännitekäämitykseen (ensisijainen) täydellä VA:lla:

Suurjännitekäämin maksimivirta, kun otetaan huomioon ensiön molemmat käämit, on 10,4 ampeeria.

Virran laskeminen pienjännitekäämitykselle (toissijaiselle) täydellä VA:lla:

Pienjännitekäämin maksimivirta on jälleen 208,3 ampeeria.

Tarkastellaanpa siis yhtä käämiä ja puolta VA:sta tai molemmista keloista täydellä VA:lla, lasketut maksimivirrat sekä korkea- että pienjännitekäämissä pysyvät samoina. Tämä johtuu muuntajan erityisestä rakenteesta ja arvosta.

4. Monikäämimuuntajan kolme johdinliitäntää

Muuntajan keskinapauttaminen yhdellä johdolla tuottaa 120 V:n ulostulon, kun taas kaksoisnapautus molemmilla linjoilla tuottaa 240 V.

Kolmijohtimissa toisioliitännöissä (120/240 V) muuntaja antaa täyden kVA:n vain silloin, kun sen kuorma on täysin tasapainotettu. Epätasapainoinen kuorma johtaa yhden käämin ylikuormitukseen. Tämä johtaa virran nimellisarvon ylittymiseen, koska kukin käämi pystyy käsittelemään vain puolet nimellisarvosta.

Mikä on Center Tappped Multi Winding Transformer

Keskihanamuuntaja on suunniteltu antamaan kaksi erilaista toisiojännitettä. Nämä jännitteet ovat SISÄÄN _A ja SISÄÄN _B , joiden välillä on jaettu yhteys. Tämä muuntajan asetus luo kaksivaiheisen, 3-johtimisen virtalähteen.

Toisiojännitteet ja syöttöjännite SISÄÄN _s ovat yhtä suuret ja suorassa suhteessa. Tämän seurauksena kunkin käämin teho on sama. Näiden toisiokäämien jännitteet riippuvat käännössuhteesta.

Yllä olevassa kaaviossa näet tavallisen keskihanan muuntajan. Keskiottopiste on toisiokäämin keskellä. Se luo yhteisen yhteyden kahdelle toisiojännitteelle, jotka ovat suuruudeltaan samansuuruisia, mutta napaisuuden vastakkaisia. Kun maadoitat keskihanan, SISÄÄN _A jännite muuttuu positiiviseksi suhteessa maahan. Samalla kun SISÄÄN _B muuttuu negatiiviseksi ja on päinvastaiseen suuntaan. Tämä tarkoittaa, että ne ovat sähköisesti 180° epävaiheessa.

Maadoittamattoman keskihanamuuntajan käytössä on kuitenkin haittapuoli. Kolmannen liitännän läpi kulkevan epätasaisen virran vuoksi se johtaa epäsymmetrisiin jännitteisiin kahdessa toisiokäämissä. Näet tämän tapauksen erityisesti silloin, kun kuormat ovat epätasapainossa.

Keskikierteitetyt muuntajat, joissa käytetään kaksoisjännitemuuntajaa

Voimme myös luoda keskihanan muuntajan käyttämällä kaksoisjännitemuuntajaa. Kytke tätä varten toisiokäämit sarjaan ja niiden hanana toimiva keskilenkki. Jos kunkin toisiokäämin lähtö on V, niin toisiokäämin kokonaislähtöjännite on 2V.

Johtopäätös

Useilla käämimuuntajilla on monia sovelluksia sähkö- ja elektroniikkapiireissä. Nämä kaksikäämi- tai monikäämimuuntajat voivat syöttää erilaisia ​​lähtöjännitteitä riippuen toisiokierrosten lukumäärästä. Useita käämimuuntajia voidaan kytkeä sarjaan tai rinnakkain lisättyjen jännitteiden tai virtojen tuottamiseksi. Voit myös luoda keskikierteisen muuntajan kytkemällä niiden molemmat toisiokäämit sarjaan.