En enfasetransformator er en elektrisk enhet som godtar enfaset vekselstrøm og gir ut enfaset vekselstrøm. Dette brukes i kraftfordelingen i ikke-urbane områder, da den totale etterspørselen og kostnadene som er involvert er lavere enn 3-fase distribusjonstransformatoren. De brukes som en nedtrappingstransformator for å redusere hjemmespenningen til en passende verdi uten endring i frekvens. Av denne grunn er det ofte brukt til kraftelektronisk apparater i boliger. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over en enfasetransformator.
Hva er en enkeltfasetransformator?
Definisjon: TIL transformator er en enhet som konverterer magnetisk energi til elektrisk energi. Den består av to elektriske spoler kalt primærvikling og sekundærvikling. Den primære svingete av en transformator mottar kraft, mens sekundærviklingen gir kraft. En magnetisk jernkrets som kalles 'kjerne' brukes ofte til å vikle rundt disse spolene. Selv om disse to spolene er elektrisk isolert, er de magnetisk koblet.
En elektrisk strøm når den sendes gjennom primæren til en transformator, dannes et magnetfelt som induserer en spenning over sekundæren til en transformator. Basert på applikasjonstypen brukes enfasetransformatoren til å enten trappe opp eller trappe ned spenningen ved utgangen. Denne transformatoren er vanligvis en kraft transformator med høy effektivitet og lave tap. Enfasetransformatordiagrammet er vist nedenfor.
enfasetransformator
Prinsipp for enfasetransformator
Enfasetransformatoren fungerer på prinsippet om Faradays lov om elektromagnetisk induksjon . Vanligvis er gjensidig induksjon mellom primære og sekundære viklinger ansvarlig for transformatorens drift i en elektrisk transformator.
Arbeid av enfasetransformator
En transformator er en statisk enhet som overfører elektrisk kraft i en krets til en annen krets med samme frekvens. Den består av primære og sekundære viklinger. Denne transformatoren fungerer på prinsippet om gjensidig induktans.
Når primæren til en transformator er koblet til en vekselstrømforsyning, strømmer strømmen i spolen og magnetfeltet bygger seg opp. Denne tilstanden er kjent som gjensidig induktans, og strømmen er i henhold til Faradays lov om elektromagnetisk induksjon. Når strømmen øker fra null til sin maksimale verdi, styrker magnetfeltet seg og blir gitt av dɸ / dt.
Denne elektromagneten danner de magnetiske kraftlinjene og utvides utover fra spolen og danner en bane med magnetisk strømning. Svingene til begge viklingene blir koblet av denne magnetiske strømmen. Styrken til et magnetfelt som genereres i kjernen avhenger av antall svinger i viklingen og mengden strøm. Magnetisk strømning og strøm er direkte proporsjonal med hverandre.
bearbeiding av enfasetransformator
Kilde: Wikimedia
Når de magnetiske linjene for strømning flyter rundt kjernen, passerer den gjennom sekundærviklingen og induserer spenning over den. Faradays lov brukes til å bestemme spenningen indusert over sekundærspolen, og den er gitt av:
N. dɸ / dt
hvor,
‘N’ er antall spoler
Frekvensen er den samme i primære og sekundære viklinger.
Dermed kan vi si at den induserte spenningen er den samme i begge viklingene, da den samme magnetiske fluxen kobler begge spolene sammen. Dessuten er den totale induserte spenningen direkte proporsjonal med antall svinger i spolen.
La oss anta at transformatorens primære og sekundære viklinger har enkelt sving på hver. Forutsatt ingen tap, strømmer strømmen gjennom spolen for å produsere magnetisk strømning og indusere spenning på en volt over sekundærstrømmen.
På grunn av vekselstrømforsyning varierer magnetisk strømning sinusformet, og den er gitt av,
ɸ = ɸmaksUten ωt
Forholdet mellom den induserte emf, E i spoleviklingene av N svinger er gitt av,
E = N (d∅) / dt
E = N * ω * ɸmakscosωtφ
Emax = Nωɸmaks
Ermer = Nω / √2 * ɸmaks= 2π / √2 * f * N * ɸmaks
Ermer = 4,44 fNɸmaks
Hvor,
‘F’ er frekvensen i Hertz, gitt av ω / 2π.
‘N’ er antall spiralviklinger
‘ɸ’ er s mengden strøm i Webers
Ovennevnte ligning er Transformer EMF-ligning. For emf av en primærvikling av en transformator E, vil N være antall primære svinger (NP), mens for emf, E for en sekundærvikling av en transformator, vil antall omdreininger være N (NS).
Konstruksjon av enfasetransformator
En enkel enfasetransformator har hver vikling som er viklet sylindrisk på en myk jernlemme separat for å gi en nødvendig magnetisk krets, som ofte kalles 'transformatorkjerne'. Det gir en bane for strømmen av magnetfeltet for å indusere spenning mellom to viklinger.
Som det fremgår av figuren ovenfor, er de to viklingene ikke nær nok til å ha en effektiv magnetisk kobling. Dermed kan konvergering og økning av magnetkretsen nær spolene forbedre den magnetiske koblingen mellom primære og sekundære viklinger. Tynne stållameller skal benyttes for å forhindre krafttap fra kjernen.
Basert på hvordan viklingene er viklet rundt den sentrale stållaminerte kjernen, er transformatorkonstruksjonen delt inn i to typer
Kjerne-type transformator
I denne typen konstruksjon er bare halvparten av viklingene viklet sylindrisk rundt hvert ben på en transformator for å forbedre magnetisk kobling som vist i figuren nedenfor. Denne typen konstruksjon sikrer at magnetiske kraftlinjer strømmer over begge viklingene samtidig. Den største ulempen med transformatoren av kjernetypen er lekkasjestrømmen som oppstår på grunn av strømmen av en liten andel magnetiske kraftlinjer utenfor kjernen.
kjernetype-transformator
Skjell-type transformator
I denne typen transformatorkonstruksjon er de primære og sekundære viklingene plassert sylindrisk på senterbenet, noe som resulterer i dobbelt tverrsnittsareal enn de ytre lemmer. Det er to lukkede magnetiske baner i denne typen konstruksjon, og den ytre delen har magnetisk strømning ux / 2 som flyter. Transformator av skalltype overvinner lekkasjestrøm, reduserer kjernetap og øker effektiviteten.
enfasetransformator-skall-type
applikasjoner
Anvendelsene av en enfasetransformator er nevnt nedenfor.
- Å trappe ned signaler for langdistanse for å støtte både private og lette kommersielle elektroniske enheter
- I TV-apparater for spenningsregulering
- Å øke kraften i omformere hjemme
- Å levere strøm til ikke-urbane områder
- Å isolere to kretser elektrisk som primær og sekundær er plassert langt fra hverandre
Vanlige spørsmål
1). Hva betyr enfase?
Et enfaset system eller krets som genererer eller bruker enkelt vekselspenning
2). Bruker hus enfasetilførsel?
Generelt leveres boliger med enfasetilførsel
3). På hvilke prinsipper fungerer enfasetransformatoren?
Faradays lov av elektromagnetisk induksjon og gjensidig induksjon
4). Hva er transformatoren 'Turns Ratio'?
NP / NS = VP / VS = n = Svingningsforhold
5). Gi to bruksområder av en enfasetransformator
- I TV-apparater for spenningsregulering
- Å øke kraften i omformere hjemme
Dermed er en enfasetransformator passende for lettere elektriske enheter. Det er billigere og svært foretrukket å levere strøm til ikke-urbane områder. Denne artikkelen understreker transformatorens arbeidsprinsipp , konstruksjon og applikasjoner av en enfasetransformator. Leseren kan lære grundig om enfasetransformator fra denne artikkelen.
