Das Übersetzungsverhältnis ist ein Wert, der angibt, wie oft der Eingangsparameter( Spannung, Strom) kleiner oder größer als der Ausgang ist. Wenn die Zahl größer als eins ist, wird eine Abnahme durchgeführt, im Gegenteil, ein Gerät, das es erhöht, ist weniger als eins. Dementsprechend gibt es unterschiedliche Übersetzungsverhältnisse für Spannung oder Strom. Rein praktische Unterteilung entsprechend den zu lösenden Aufgaben. Das Magnetfeld induziert in den Spulen der Ausgangswicklung EMF, der Strom ist nicht eindeutig.
Transformer Ratio Meter
Installation des Transformators
Das Verständnis der Prinzipien des Transformatorbetriebs ist völlig unklar. Warum eine kleine Anzahl von Windungen mit einem dicken Draht ausgeführt wird, stellen sich andere Fragen von Anfängern. Beginnen wir mit einem Blick auf die Kerne. Hergestellt aus ferromagnetischen Materialien. Nach innen das Feld ausbreiten. Dass es die Ursache für die Erzeugung einer Sekundärwicklungs-EMK ist. Michael Faraday hat den Kern eines erfahrenen Transformators( 1831) aus Baustahl gefertigt. Aufgrund der Schwere der Eigenschaften ist er heute andersHartlegierung mit bis zu 1% Kohlenstoff. Ferromagnetische Eigenschaften werden nicht klar ausgedrückt, Wärmeverluste nehmen ab. Vor allem - bei den Wirbelströmen von Foucault. Sie werden durch ein magnetisches Wechselfeld in einer Eisenlegierung oder einigen anderen Materialien induziert. Wenn ein Transformator arbeitet, nehmen die Verluste mit zunehmender Frequenz dramatisch zu. Die Erhöhung des spezifischen Widerstands durch Hinzufügen von Silizium ist eine wirksame Maßnahme, um dieses Phänomen zu bekämpfen. Der Verlust der Magnetisierungsumkehr wird durch die Verwendung von hartem Stahl reduziert. Die Klassen E42, 43, 320, 330, 340, 350, 360. Die erste Ziffer gibt den prozentualen Anteil an Silizium an( 3 beträgt etwa 4,8%), die zweite kennzeichnet magnetische Verluste, bestimmte Werte werden von GOST( beispielsweise 3836) angegeben.
Bis in die 60er Jahre wurden die Kosten für Transformatoren für die Gesamtheit der Materialien berücksichtigt, die Verluste besorgten wenig. Aber seit den 70er Jahren sind die Ölpreise in der Reihenfolge gestiegen, was natürlich die Kosten anderer Energiequellen erhöht. Zuvor wurde warmgewalzter Stahl durch kaltgewalzten( GOST 21427.2) mit orientierter Kornstruktur ersetzt. Die magnetische Permeabilität in Längsrichtung hat sich natürlich erhöht. Der Stahl selbst wird demnach in Platten geschnitten, während das Auftreten von Wirbelströmen blockiert wird. Der Vorgang wird als Mischen bezeichnet, die Schichten werden durch einen Lackfilm voneinander getrennt.
Die Formel für das Übersetzungsverhältnis
Die Technologie des Stahlgießens, die Einführung neuer Eigenschaften sind entscheidend. Sie antworten mit dem aktiven Widerstand von Kupfer auf die auftretenden Verluste, die natürlich den Wirkungsgrad des Geräts bestimmen. Abhängig von den Parametern des Kerns wird das Übersetzungsverhältnis, der magnetische Fluss verursacht einige Verluste, schwächt sich ab. Diese Tatsache wird in der Formel, die wir in der Abbildung sehen, vollständig ignoriert. Wenn R1 und R2 die Verluste im aktiven Widerstand von Kupfer sind, wird die Tatsache der Kernumkehrung zum Schweigen gebracht.
Auf dem Weg analysieren wir die Formel. Es ist zu erkennen: Aktive Verluste werden so berücksichtigt, dass das Übersetzungsverhältnis steigt. Es scheint, dass, wenn Sie die Spannung reduzieren möchten, nur zur Hand, tatsächlich Energie von der Stromquelle verbraucht wird, müssen Sie die Kosten bezahlen. Deshalb sind die aktiven Verluste von Kupferwicklungen tendenziell Null. Das Feld verteilt sich nicht ohne Dämpfung, wird von der Formel vollständig ignoriert. Um die Eigenschaften des Transformators zu verbessern, muss eine elektrische Legierung gewählt werden.
Die andere Seite der Medaille: Reduzieren Sie die aktiven Verluste und reduzieren Sie die Anzahl der Umdrehungen. Es ist erforderlich, die magnetische Induktion des Feldes zu erhöhen, was die Erzeugung von Spezialstählen erfordert. Ein anderer Weg, um das Problem zu lösen, war die Verwendung von dickem Draht, was die Wickeltechnik dramatisch verkompliziert und gleichzeitig die Kosten und Abmessungen des Produkts erheblich erhöht. Bei hohen Frequenzen verringert dann die Wirksamkeit des Verfahrens den Skin-Effekt, ein großer Querschnitt schafft Raum für das Auftreten von Wirbelströmen. Die Verwendung eines transponierten Drahts, der physikalisch aus einer großen Anzahl von dünnen, voneinander isolierten Litzen( manchmal Streifen) besteht, beseitigt das Problem teilweise. Die Isolierung mit Epoxidharz verleiht dem Leiter nach dem Aushärten Festigkeit.
In Bezug auf Transformatorstahl gibt es drei Möglichkeiten, um das Verlustproblem( das Entstehen der Möglichkeit, mit hoher Induktion zu arbeiten) zu lösen:
- Verbesserung der Ausrichtung der Domänen( Produktionsprozess).
- Blechdickenreduzierung( heute - bis 0,27 mm, dünnerer Stahl ist selten).
- Oberflächenbehandlung von Stahl.
Eine separate Linie sind die akustischen Verluste( Transformatoren brummen). Wenn der Gesamtschaden reduziert werden kann, bleibt dieser Aspekt auf dem Niveau der Mitte des letzten Jahrhunderts. Im Allgemeinen führen Wirbelströme, magnetische Hysterese, jetzt zu gleichen Teilen. Aus diesem Grund kämpfen Technologen darum, die Dicke der Platten zu reduzieren, wodurch die Empfindlichkeit gegenüber mechanischer Belastung und Verformung erhöht wird.
-Dünnstahl:
-Transformationsverhältnis In Bezug auf die Verringerung der Blechdicke ist der Einsatz von amorphem Stahl zu erwarten. Die Haupteinschränkung besteht in der Magnetostriktion( Änderung der geometrischen Abmessungen des Materials durch die Wirkung des Feldes).Der Effekt verringert die Verstärkung der Sekundärwicklung ähnlich wie bei der Hysterese. Trotz der Sprödigkeit, der Komplexität des Glühens im technologischen Zyklus, können jedoch Platten mit einer Dicke von einigen Hundertstel Millimetern erhalten werden. Experten nennen das Haupthindernis für die Verwendung hoher Kosten, die oben nicht erwähnt wurden.
Das Hauptanwendungssegment befindet sich in gewickelten Magnetkreisen. Hier( im Gegensatz zum Schütteln) besteht der Kern nicht aus Streifen, sondern bildet ein ganzes Stück, das eine eng verdrehte Spirale bildet. Bei anderen Montagetechniken besteht Hoffnung, dass die Verluste unabhängig von der Richtung entlang des Kristallgitters sind. Da es keine orientierten Domänen gibt, entfallen die Anforderungen an die Oberflächenbehandlung von Stahlblechen.
Im Hinblick auf die beschriebenen Merkmale von amorphem Stahl wird es möglich, Transformatoren mit einem akzeptablen Übertragungsverhältnis von Hochfrequenzsignalen zusammenzubauen.
Zirkulationsströme, Übersetzungsverhältnis, Kurzschlussparameter
Aus naheliegenden Gründen werden Transformatoren an einer Unterstation häufiger parallel geschaltet. Der Verbrauch ist zu groß, als dass ein einzelnes Produkt der Belastung standhalten könnte. Es scheint, dass es hier keine Merkmale gibt, in der Praxis sind die technischen Eigenschaften von Transformatoren sogar für eine Fabrikcharge unterschiedlich. Die Normen werden gemäß GOST 14209, IEC 905 ausgewählt. Es wird als zulässig angesehen, die angegebenen Abweichungen des Übersetzungsverhältnisses zusammen zu installieren:
- Für Produkte mit einem Transformationsverhältnis von 3 oder weniger, auf einem Nicht-Hauptzweig - 1%( beide Seiten).
- Für Produkte mit einem Umwandlungsverhältnis von über 3 beträgt der Hauptzweig 0,5% in jede Richtung.
In Unterstationen, in denen Produkte mit unterschiedlichen Übersetzungsverhältnissen vorhanden sind, treten Ausgleichsströme zwischen diesen auf, wenn keine Last vorhanden ist. Die Belastungssituation verschärft sich. Ströme werden umgekehrt mit den Kurzschlusswiderständen verteilt. Es gibt Anforderungen für andere Parameter. Die zulässige Abweichung der Kurzschlussspannung ist auf 19% begrenzt, wobei Transformatoren derselben Bank bevorzugt werden.
Strom der Wicklungen
In Drehstromnetzen gelten die Anforderungen für den Koeffizienten nur für die Wicklungen innerhalb einer separaten Phase. Bei unterschiedlichen Werten beginnt der Strom zu fließen. Auch wenn es keine Last gibt. Manchmal wird ein Phänomen, das als Entzerrung bezeichnet wird, den Spannungsabfall von zwei parallel geschalteten Zweigen( Wicklungen) ausgleichen. In der Formel für die Abhängigkeit der Amplitude dieses Stroms vom Übersetzungsverhältnis: Im Zähler auf der rechten Seite ist die relative Differenz( siehe Liste oben), der Nenner wird durch die doppelte relative Spannung( Kurzschluss) gebildet. Der linke Teil der Gleichheit enthält das Verhältnis des Umlaufstroms zum Nennstrom.
Hier wird erklärt: Die Kurzschlussspannung wird als Prozentsatz der Nennspannung angegeben. Der Wert wird empirisch ermittelt. Eine bestimmte Spannung liegt an der Primärwicklung an, die Sekundärwicklung ist kurzgeschlossen. Einhaltung der aktuellen Arbeitsweise erreichen. Passen Sie die Amplitude der Eingangsspannung an. Der Wert, bei dem die obigen Bedingungen erreicht werden, wird im Folgenden als Kurzschlussspannung bezeichnet. In der Regel ausgedrückt als Prozentsatz des Nominalwerts, der sich in der Formel widerspiegelt.
Verhältnis der Ströme
Das Verhältnis zeigt: Bei Uk% = 5 wird die Differenz zwischen den Transformationsverhältnissen von 1% der zirkulierenden Ströme 10% des Nennwerts erreichen. Dies führt dazu, dass sich die Wicklungen erwärmen und die Wärmeverlustsituation am Standort verschlimmert. Wenn die Kurzschlussspannungen für zwei Transformatoren unterschiedlich sind, soll der Summiervorgang verwendet werden, anstatt ihn zu verdoppeln. Darüber hinaus ist die Nennleistung unterschiedlich - bringen Sie die Zahlen auf einen Nenner. Zu diesem Zweck( optional) wird eine Ziffer durch die eigene Leistung geteilt, multipliziert mit der Nennleistung eines anderen Transformators.
Manchmal treten weniger Fehler auf, wenn statt absoluter Werte absolute Werte verwendet werden. Hier ist U die Phasenspannung von der Seite der HH-Wicklung;Zk1, Zk2 - komplexe Widerstände( Kurzschlussimpedanz) von Produkten.k1, k2 - die Transformationsverhältnisse beider Produkte, und der Buchstabe des Delta des griechischen Alphabets gibt den Unterschied an. Ströme in verschiedenen Richtungen tendieren dazu, die Potentialdifferenz durch einen Spannungsabfall auszugleichen. Die Komplexität des Widerstandes erinnert an die induktive Komponente, da die Wicklung eine Spule ist.
-Formel-Transformatoren, die Anzahl von mehr als zwei
Wenn die Anzahl der Transformatoren mehr als zwei Formeln komplizierter wird. Das Bild ist gegeben, da die physikalische Bedeutung jeder Größe aus dem zuvor Gesagten hervorgeht. Die aktuelle Formel ist total, denn jede parallele Wicklung ist kleiner als die Anzahl von Malen, die gleich dem Übersetzungsverhältnis ist. Der Punkt über dem Symbol bedeutet: Die Zahl ist komplex.
Das Vorhandensein spezieller Spannungsregler verbessert die Situation spürbar. In diesem Fall ändert sich die Anzahl der Windungen und die Transformationskoeffizienten werden angeglichen. Unter Last sind die Ströme ungleichmäßig verteilt. Im Idealfall ist der Wert umgekehrt proportional zur Eingangsimpedanz des Produkts. Bei unterschiedlichen Induktivitäten können Drosseln verwendet werden. In jedem Fall ist es klar, dass bei Parallelschaltung die Parameter beider Transformatoren nicht zu stark divergieren sollten. Es ist erfreulich, dass für den Lademodus keine exakte Berechnung der Koeffizienten erforderlich ist. .. da ein offensichtlicher Unterschied das System in den Notmodus versetzt. Spezifität ist nicht wichtig. Die Hauptsache - um den endgültigen Ausfall von Produkten zu vermeiden.
