מתקני שנאים - ממירי אנרגיה חשמלית. הם משמשים ברוב מכשירי החשמל, רשתות החשמל, מכשירי אוטומציה, מכשירי חשמל ביתיים ומכשירי תקשורת. עקרון הפעולה של שנאים מבוסס על חוק האינדוקציה האלקטרומגנטית של פאראדיי.
תוֹכֶן
- מכשיר שנאי
-
סוגי ממירים
- מצבי הפעלה של מכשירי שנאים
- קריטריונים לבחירת ציוד
מכשיר שנאי
מבחינה מבנית, השנאי מורכב מפיתול מבודד אחד או יותר המפותלים על ליבה פרומגנטית. בתכנית הפשוטה ביותר, אלו הם הפיתולים הראשוניים והמשניים. מתח מופעל על הראשוני, ומוסר מהמשני. בהשפעת זרם חילופין, המסופק לפיתול הראשוני, נוצר שטף מגנטי סינוסואידי F. במעגל המגנטי. חודר לפיתולים, הוא משרה בפיתול הראשוני את הכוח האלקטרו-מוטיבי של אינדוקציה עצמית (EMF), ובמשנית - EMF של אינדוקציה.
שני הכוחות האלקטרו-מוטיביים הללו נגרמות על ידי השטף המגנטי Ф, לכן, ה-EMF (E) זהה בכל סיבוב. הסיבובים מחוברים בסדרה, כך שה-EMF של הפיתול הראשוני יהיה E1 = E · w1. עבור המשני, זה היחס: E2 = E · w2, כאשר w1, w2 הוא מספר הסיבובים.
כאשר הפיתול המשני פתוח, הזרם אינו זורם בו, והמתח בקצוות שווה ל-EMF, U2 = E2. עם זרם קטן בפיתול הראשוני, ההפסדים יהיו חסרי משמעות ו-U1 ≈ E1. החלף את E1 ו-E2, ואז יחס המתח יבוא לידי ביטוי בקבוע K כלשהו, הנקרא יחס הטרנספורמציה, U1 / U2 = E1 / E2 = w1 / w2 = K.
סוגי ממירים
מטרת ועיקרון הפעולה שנאי מורכב מהיכולת להגדיל ולהקטין את המתח, לשנות את מספר השלבים, להמיר את התדר. בהתאם לפונקציות שבוצעו, שנאים מחולקים לסוגים הבאים:
-
התקנות שנאי כוח. גנרטורים בתחנות כוח מייצרים הספק מתח גבוה של 6-24 קילוואט. כדי למנוע הפסדים גדולים בקווי חשמל, יש צורך להגביר את המתח ל-750 קילו וולט. כדי להפיץ אנרגיה בין משתמשי קצה, יש צורך להוריד את המתח ל-380 V. שנאי כוח מבצעים את משימות המרת המתח הללו. - התקנות שנאים שוטפים. הם משמשים למדידות במעגלים חשמליים. הפיתול הראשוני מחובר למעגל שבו יש למדוד את הזרם, והמשני משמש לחיבור מכשירי המדידה. בפיתול המשני, זרם זורם פרופורציונלי לזרם הראשוני.
- התקנות שנאי מתח. ממיר מתח גבוה למתח נמוך.
ריתוך התקנות שנאים. הם משמשים ביחידות ריתוך. הם ממירים מתח גבוה למתח נמוך, בעוד שהזרם עולה לאלפי אמפר.
- רובוטריקים אוטומטיים. שני הפיתולים מחוברים, יש חיבור מגנטי וחשמלי.
- התקנות שנאי דופק. משמש להמרת אותות דחף.
לפי מספר הפיתולים, הם נבדלים:
- מתקנים מפותלים כפולים.
- מתקנים תלת מפותלים.
- התקנות שנאים רב פאזיים.
לפי התכנון, השנאים יבשים ומלאים בשמן. הפסדי חום מתרחשים במהלך פעולתם של התקנות שנאים. עבור יחידות בעלות הספק נמוך, הן קטנות, שם נעשה שימוש בקירור אוויר. אלו הם שנאים יבשים. שנאים טבולים בשמן חזקים יותר ודורשים קירור נוזלי. לשם כך מניחים אותם במיכלים עם שמן שנאי, מה שתורם לקירור מלא יותר ומשפר את הבידוד. יחידות הנפט מיועדות לפעול במתחים מעל 6 אלף. V.
מצבי הפעלה של מכשירי שנאים
כל המכשירים יכולים להיות לא פעילים, תחת עומס וקצר חשמלי. סרק הוא מצב עבודה בו אין עומס, הפיתול המשני פתוח. במצב זה מחושבים הדברים הבאים:
-
יחסי טרנספורמציה. - התנגדות של ענף המגנטיזציה. לשם כך, מד מתח מחובר לפיתול המשני. ההתנגדות צריכה להיות כזו שהזרם יהיה מינימלי.
- גורם כוח.
- קצר חשמלי הוא מצב הפעלה שבו מחוברים קצוות הפיתול המשני. כאשר היחידה פועלת, קצר חשמלי הוא מצב חירום. זרמים ראשוניים ומשניים גדלים עשרות מונים. כדי למנוע תאונה, מופעלים מנגנוני הגנה.
מתח הקצר נקבע בתנאי בדיקה. זהו הדרכון המאפיין את היחידה. כדי לקבוע את המאפיינים, קצוות הפיתול המשנית מחוברים, והמתח על הראשוני מצטמצם כך שהזרם לא יעלה על הערכים הנומינליים.
בבדיקות כאלה, יחד עם בדיקות ללא עומס, נקבעת יעילות המתקנים.
קריטריונים לבחירת ציוד
בעת רכישת ציוד שנאי, יש צורך לשקול את הפרמטרים העיקריים שלו:
- מתח.
- יחס טרנספורמציה.
- שגיאת זווית עבור שנאי זרם.
גם תנאי ההפעלה נלקחים בחשבון. אזור היישום, העומס ומתח הקצר חשובים מאוד לבחירה. יש צורך במיוחד להפעיל את הציוד בצורה נכונה. ישנם תקנים להפעלה, הפעלה ושימוש ביחידות. העיקר הוא תחזוקת המתקנים, בהם יש לבדוק את ההתנגדות על הפיתולים והזרם.
יש לבדוק מעת לעת את מפלס השמן ואת ניקיון הבידוד. אם יתקיימו כל דרישות התקנות להתקנה ותחזוקה של היחידות, תובטח בטיחות הפעולה ותקופת האחריות של המכשירים.
