סוגי פיתולי שנאים: סוגים ויישומים של ציוד

ציוד אלקטרומגנטי, המכיל מספר פיתולים הממוקמים על אותו חוט ומחוברים באופן אינדוקטיבי, נקרא שנאי. המכשיר נחוץ להמרת חשמל לזרם באמצעות אינדוקציה מגנטית מבלי לשנות את התדר שלו. סוגים שונים של פיתולי שנאים משמשים בתחומים רבים של הנדסת חשמל ואלקטרוניקה.

עקרונות עבודה

לכל שנאי יש שני פיתולים או יותר במבנה שלו. הם מחוברים ביניהם באמצעות אינדוקציה אלקטרומגנטית ויכולים להיות עשויים מחוט או סרטים המכוסים בשכבת בידוד. הפיתולים מחוברים לליבה מגנטית העשויה מחומר פרומגנטי רך. אם למכשיר יש רק אלמנט אחד כזה, אז זה נקרא שנאי אוטומטי.

העיצוב כולל פרטים מסוימים:

• מיכל הרחבה עם מכסה;
• מְבַדֵד;
• מעגל מגנטי (ליבה);
• רדיאטורים;
• שתי פיתולים - מתח נמוך וגבוה.

עקרון הפעולה של שנאים נלמד אפילו בקורס הפיזיקה של בית הספר, כך שקל להבין אותו אפילו לתלמיד. הפיתול הראשון מקבל מתח, וכתוצאה מכך מתחיל לזרום בו זרם חילופין. הוא יוצר שטף מגנטי בליבה, שבהשפעתו מופיע כוח אלקטרו-מוטורי בשני אלמנטים. הפיתול המשנית נסגר בגלל העומס, ולאחר מכן מתחיל לזרום בה זרם חילופין, שעבורו הפרמטרים - מתח ועקומתו, תדירות ומספר השלבים - שונים.

ישנם מספר סוגים של שנאים לפי פרמטרים מסוימים:

• מספר השלבים - תלת וחד פאזי;
• מספר הפיתולים - שלוש ושתי פיתולים;
• סוג הבידוד - שמן, יבש ועם חומר מילוי שאינו נשרף;
• סוג קירור - עם שמיכת שמן, אוויר וחנקן טבעי ומאולץ.

וגם להבחין בין חשמל, רשת, אוטומטי, שנאי דופק והתקני זרם חשמלי. הם שונים בעיצוב, בפונקציונליות ובעקרונות הפעולה.

יחידת כוח

שנאי כוח היא יחידה בתדר נמוך המשמשת ברשתות חשמל להמרת אנרגיה. המכשיר קיבל את שמו בשל העובדה שהוא משמש לקליטת והעברת זרם לקווי מתח, שבהם מחוון המתח מגיע במקרים מסוימים ל-1200 קילו וולט. בערים, הוא נמצא בטווח של 10 קילו וולט, זה הודות לשנאי הכוח שהוא יורד ל-0.4 קילו וולט (220 ו-320 וולט), הדרושים לצרכנים.

העיצוב של המכשיר עשוי להכיל שתי פיתולים או יותר, הם ממוקמים על מעגל מגנטי משוריין עשוי פלדה טכנית. ניתן להפעיל חלק מהאלמנטים בנפרד. זה נוח כאשר מקבלים מתח ממספר גנרטורים בו זמנית.

בדרך כלל, ציוד כוח ממוקם במיכל שמן, לפעמים מערכת קירור משלימה אותו. היחידה מותקנת בתחנות משנה; שנאים תלת פאזיים נפוצים יותר, מכיוון שהם מפחיתים את הפסדי האנרגיה ב-15%.

התקן רשת

התקני רשת - סוגי שנאי זרם שהופיעו בשנות ה-80. מכשיר זה הוא שיכול להמיר מתח ביתי של 220 וולט למחוון הנצרך על ידי מכשירי חשמל - 48, 24, 12 או 5 וולט. לפעמים היחידות עשויות עם כמה פיתולים משניים, כך שאתה יכול להשתמש בכמה מקורות כוח בבת אחת. במעגלים של כל צינור רדיו, יש תמיד שנאי ליבון רשת.

בציוד מודרני, הליבה היא בצורת האות W או מוט; היא עשויה לוחות פלדה חשמליים שעליהם מלופפים את הפיתולים. לשנאי עם ממדים קומפקטיים יש מעגל מגנטי טורואידי. יחד עם זאת, כוחו אינו נחות מדגמים עם גדלים גדולים יותר וליבות של צורות אחרות. הרשת כוללת גם מכשירי ריתוך בהספק של עד 6 קילוואט.

תכונות השנאי האוטומטי

אם אתה מעוניין באיזה סוג של שנאים יש, אז בין אלה בתדר נמוך אתה יכול לייחד ציוד אוטומטי. ביחידות כאלה, הפיתול הראשוני הוא גם משני באותו זמן. כלומר, האלמנטים מחוברים לא רק באינדוקציה, אלא גם בחשמל. ישנם מספר לידים מפיתול אחד, כך שהוא יכול לתת מתחים שונים בו-זמנית. עלות המכשיר נמוכה מזו של סוגים אחרים של שנאים. זה נובע מצריכה של מספר קטן יותר של חוטים לפיתול אחד, פלדה למעגל המגנטי ומסה קטנה.

רובוטריקים אוטומטיים משמשים בהתקני בקרה אוטומטיים ורשתות מתח גבוה. ציוד עם פיתולים המחוברים בדלתא או בכוכב מבוקש מאוד במערכות חשמל מודרניות. ליחידות הכוח יש קיבולת של עד 100-200 MW. רצוי להשתמש בהם עם יחסי טרנספורמציה קטנים.

סוג נוסף של שנאי אוטומטי הוא מכשיר מעבדה. בעזרתו, אתה יכול לשלוט בצורה חלקה על המתח לפני אספקתו לצרכן. לפי התכנון, זהו שנאי עם פיתול אחד, שיש לו סיבובים חשופים של חוטים. כלומר, ניתן להתחבר לכל לולאה בנפרד.

המגע נעזר במברשת הזזה הניתנת להפעלה באמצעות כפתור סיבובי. במהלך העומס יוצאים מתחים בסדרי גודל שונים, יחידות חד-פאזיות נותנות מחוון מ-0 עד 250 וולט, ותלת פאזיים - עד 450 וולט. מעבדות משתמשות בעיצובים פחות חזקים כדי לכוון ציוד חשמלי.

ציוד עדכני

שנאי זרם האם מכשיר, שהפיתול העיקרי שלו מחובר למקור מתח, והמשני מחובר למכשירי מדידה בעלי התנגדות פנימית נמוכה. האלמנט הראשון - חוט אחד או סליל - מחובר למעגל בצורה רציפה למדידת זרם חילופין. במקרה זה, המחוון של הפיתול המשני, שחייב להיות תחת עומס עם מתח גבוה המסוגל לפרוץ את הבידוד, הוא פרופורציונלי לראשון. אם תפתח אותו, המעגל המגנטי פשוט יישרף מהזרם הלא מפוצה.

בקונסטרוקציה הליבה עשויה מפלדת סיליקון מגולגלת קרה, סביבה מלופף פיתול משני אחד. החלק העיקרי הוא בדרך כלל פס או חוט עם זרם העובר דרך חור בליבה. יחס טרנספורמציה גבוה הוא היתרון העיקרי של יחידה כזו. שנאי זרם משמשים לעתים קרובות למדידת חשמל ובתוכניות הגנת ממסר שונות.

מכיוון שהמעגלים מבודדים זה מזה, השימוש בציוד נחשב בטוח. יחידות תעשייתיות זמינות עם מספר קבוצות של פיתולים משניים. אחד מהם מחובר לציוד המגן, והשני למכשיר המדידה - המונה.

עיצוב דופק

שנאי פולסים מותקנים במכונות ריתוך, ספקי כוח, ממירים וממירי זרם בהספק נמוך ובינוני. מכשירים אלה החליפו מזמן ציוד כבד בתדר נמוך. למכשיר יש צורה של שנאי עם ליבת פריט בצורת האותיות P או W, מוט, כוס או טבעת. היתרון שלהם על פני חומרים אחרים הוא היכולת לפעול בתדרים מעל 500 קילו-הרץ.

מכיוון שמדובר ביחידה בתדר גבוה, גם מידותיה אינן משמעותיות. נדרש פחות חוט לכל פיתול, וטרנזיסטור אפקט שדה אחד או יותר יספיק ליצירת זרם. מספר ציוד נוסף תלוי בטופולוגיה של מעגלי אספקת החשמל:

• קדימה - מכשיר אחד;
• שתי פעימות - 2;
• חצי גשר - 2;
• מדרכה - 4.

השנאי פועל כחנק כאשר נעשה שימוש באספקת כוח פליבק. אחרי הכל, אז תהליכי הצטברות ואספקת אנרגיה חשמלית למעגל המשני מופרדים בפרק זמן מסוים. ניתן למצוא כיום כמעט בכל מקום שנאי פעימה עם ליבות פריט. הם משמשים במנורות חיסכון באנרגיה, מכונות ריתוך וממירים, כמו גם מטענים לטלפונים ניידים, מחשבים ניידים וטאבלטים.

יש צורך ביחידת זרם פעימה למדידת כיוון החשמל. הציוד מבוסס על ליבת פריט בצורת טבעת עם פיתול אחד. חוט מועבר דרך הטבעת, והאלמנט עם סיבובים מקבל עומס על הנגד.

היצרנים מייצרים דגמים שונים של שנאים עם הבדלים מסוימים בגורמי הביצועים. כדי לגלות את כיוון החשמל, הפיתול נטען בשתי דיודות זנר מנוגדות.

היקף היישום

קורס הפיזיקה של בית הספר נתן לתלמידים הבנה מסוימת של פעולתם והיישום של שנאים. לדוגמה, אובדן הכוח הוא תמיד פרופורציונלי לריבוע של הזרם החשמלי, אז אתה צריך להגביר את המתח כדי להעביר חשמל למרחק משמעותי. לפני העברת הזרם לצרכנים, יש להוריד את המחוון, להיפך. זה בשביל זה כי סוגים שונים של שנאים משמשים.

וגם הציוד משמש במעגלי אספקת חשמל של מכשירי חשמל ביתיים. יחידות עם מספר קבוצות של פיתולים מותקנות בטלוויזיות, מסכי מחשב. הם מפעילים את המעגלים, מבצעים את הפונקציות של טרנזיסטור וקינסקופ. מכשיר השנאים נלמד גם בשיעורים בבית הספר.

ללא שנאים, רשתות חשמל וסוגים מסוימים של ציוד לא יוכלו לתפקד כרגיל, לפיכך יש צורך לפחות באופן שטחי להכיר את מכשיר היחידות, את עקרונות פעולתן, תכונות העיצוב וההבדלים בשונות דגמים. זה יאפשר לך לפתור כמה מכשירי חשמל ביתיים, ציוד תעשייתי וגאדג'טים ניידים בעצמך.