หม้อแปลงใช้สำหรับอะไร: คุณสมบัติหลักการทำงานและการใช้งาน

2024 ผู้เขียน: Howard Calhoun | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-17 10:42

เรามาเริ่มกันก่อนว่าหม้อแปลงมีไว้เพื่ออะไรและมีไว้ทำอะไร เป็นเครื่องไฟฟ้าที่ออกแบบมาเพื่อเปลี่ยนแรงดันไฟ ต่างกันไปตามวัตถุประสงค์ มีกระแสไฟฟ้า แรงดันไฟ จับคู่ เชื่อม กำลังไฟฟ้า หม้อแปลงวัด ทุกคนมีงานที่แตกต่างกัน แต่พวกเขาก็รวมกันเป็นหนึ่งอย่างแจ่มแจ้งด้วยหลักการของการกระทำ หม้อแปลงทั้งหมดทำงานโดยใช้กระแสสลับ ไม่มีอุปกรณ์ DC ดังกล่าว ทั้งหมดมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ

อะไรเรียกว่าขดลวดปฐมภูมิและอะไรเรียกว่าขดลวดทุติยภูมิ

หลักคือแรงดันหลัก และตัวรองคือตัวที่ถอดออก สมมติว่าเรามีหม้อแปลงไฟฟ้าที่แปลงไฟ 220 V AC เป็น 12 V ในกรณีนี้ ขดลวดปฐมภูมิจะเป็นแบบ 220 V แต่หม้อแปลงไม่เพียงแต่ลดระดับลงได้ แต่ยังเพิ่มแรงดันไฟได้อีกด้วย ดังนั้นดังนั้น โดยการเชื่อมต่อ 12 V AC กับขดลวดทุติยภูมิที่ระบุก่อนหน้านี้ เราสามารถลบ 220 V ออกจากขดลวดหลัก ดังนั้น พวกเขาจึงเปลี่ยนสถานที่

ในบางกรณี อาจมีหลายขดลวดทุติยภูมิ ตัวอย่างเช่น ในทีวีรุ่นเก่ามีอุปกรณ์ที่มีขดลวดปฐมภูมิหนึ่งอันและขดลวดทุติยภูมิหลายอัน แรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนจาก 3.3 ถึง 90 V ไม่ว่าในกรณีใด หม้อแปลงจะทำหน้าที่แปลงแรงดันไฟและกระแสให้เป็นค่าที่เหมาะสมที่สุด

กฎการอนุรักษ์พลังงาน

ควรเข้าใจว่าหน่วยนี้ไม่ใช้พลังงานจากที่ไหนเลย ตัวอย่างเช่น ลองใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าหลัก 220 V และกระแสไฟ 5 A ซึ่งหมายความว่ากำลังไฟฟ้าคือ 1100 วัตต์ จากขดลวดทุติยภูมิที่ 22 V เราสามารถเอากระแสไฟออกได้ไม่เกิน 50 A แปลงเป็นวัตต์เราจะได้ 1100 วัตต์เท่ากัน เราจะไม่ถอดพลังงานเพิ่มเติมจากขดลวดทุติยภูมิ หากคุณพยายามทำเช่นนี้ อุปกรณ์ก็จะล้มเหลว ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าหม้อแปลงมีไว้เพื่ออะไร ในการแปลงแรงดันไฟ AC เป็น DC ต่อไป เราจะบอกคุณเพิ่มเติมเกี่ยวกับอุปกรณ์แต่ละประเภทดังกล่าว

หม้อแปลงไฟฟ้า

อุปกรณ์ดังกล่าวใช้เพื่อลดค่าให้เป็นที่ยอมรับสำหรับอุปกรณ์วัด พวกเขาจะใช้ในเครื่องมือวัด คุณยังสามารถค้นหาอุปกรณ์ดังกล่าวได้ในเทคโนโลยีไมโครโปรเซสเซอร์ ที่นั่นพวกเขาทำงานเป็นเซ็นเซอร์ที่ส่งสัญญาณในระดับต่าง ๆ ไปยังบอร์ดโดยขึ้นอยู่กับว่าคนหลัง "ตัดสินใจ" เกี่ยวกับการทำงานต่อไปเครื่องใช้ไฟฟ้า

โดยทั่วไปจะมีความแม่นยำสูงและไม่ได้มีไว้สำหรับการใช้งานของผู้บริโภค ตัวอย่างของเครื่องมือที่ใช้ในการแปลงกระแสไฟฟ้า ได้แก่ อุปกรณ์ต่อไปนี้สำหรับการแปลงกระแสและแรงดันไฟ เราจะพยายามอธิบายจุดประสงค์โดยละเอียดที่สุดเท่าที่จะทำได้

หม้อแปลงกระแส

อุปกรณ์เหล่านี้มีไว้ทำอะไร? ได้รับการออกแบบมาเพื่อลดปริมาณกระแสให้อุปกรณ์วัดที่ยอมรับได้ อันที่จริงพวกมันเป็นอุปกรณ์ระดับกลางระหว่างตัวนำซึ่งจำเป็นต้องใช้ค่าของค่าและกลไกการวัด หม้อแปลงดังกล่าวถูกนำมาใช้ในเครื่องมือวัดอุปกรณ์ป้องกันและระบบอัตโนมัติ มีการเชื่อมต่อในลักษณะนี้: ขดลวดปฐมภูมิมีหลายรอบและเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับโหลด และขดลวดทุติยภูมิเชื่อมต่อกับความต้านทานขั้นต่ำที่เป็นไปได้ของอุปกรณ์ป้องกันหรือเครื่องมือวัด

โดยปกติ หม้อแปลงเหล่านี้จะมาพร้อมกับตัวอุปกรณ์เอง เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงความต้านทานโหลดเล็กน้อยจะส่งผลต่อความแม่นยำในการวัด และอุปกรณ์ป้องกันจะทำงานไม่ถูกต้อง คุณลักษณะการออกแบบและวิธีการเชื่อมต่ออุปกรณ์ดังกล่าวทำให้ไม่สามารถจ่ายไฟให้กับผู้บริโภคได้

หม้อแปลงแรงดัน

อุปกรณ์ประเภทนี้ไม่ได้ใช้เพื่อให้พลังงานแก่ผู้บริโภค แต่จำเป็นต้องสร้างการแยกกระแสไฟฟ้าระหว่างชิ้นส่วนไฟฟ้าแรงสูงและแรงดันต่ำ วิธีการผลิตไม่มีอะไรมากแตกต่างจากประเภทพลังงานของอุปกรณ์ที่มีชื่อเดียวกัน ยังคงมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ หน้าตัดลวดค่อนข้างต่ำ ซึ่งไม่อนุญาตให้ใช้จ่ายไฟให้ผู้บริโภค

ตัวอย่างเช่น ใช้กิโลโวลต์มิเตอร์ ความจริงก็คือมันแพงเกินไปที่จะสร้างอุปกรณ์ที่รองรับไฟฟ้าแรงสูง ดังนั้นจึงมีการติดตั้งหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้าระหว่างโพรบวัดซึ่งรับค่าของปริมาณและอุปกรณ์ มันแปลงค่าสูงเป็นที่ยอมรับโดยกลไกการวัด (ประมาณ 100 V) การวัดนี้ช่วยให้คุณไม่เปลี่ยนแปลงกลไกการวัด ในระดับหนึ่ง รูปแบบการเชื่อมต่อนี้ช่วยให้คุณปกป้องช่างไฟฟ้าที่ทำการวัดได้

พวกเขายังใช้สำหรับการติดตั้งในระบบควบคุมและป้องกันอัตโนมัติต่างๆ ตอนนี้คุณรู้แล้วว่าหม้อแปลงแรงดันไฟฟ้ามีไว้เพื่ออะไร มาต่อกันที่ประเภทต่อไป - อุปกรณ์เชื่อมชื่อเดียวกัน

หม้อแปลงไฟฟ้า

นี่คืออุปกรณ์ที่ทรงพลังกว่าที่คุณเคยเห็น ต่อไปเราจะอธิบายรายละเอียดว่าหม้อแปลงไฟฟ้าใช้ทำอะไร จำเป็นในการเพิ่ม/ลดแรงดันไฟฟ้าผ่านการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าให้ได้ค่าที่ผู้บริโภคต้องการ ในกรณีของอุปกรณ์เหล่านี้ คำว่า “ผู้บริโภค” หมายถึงโรงงานและอาคารที่พักอาศัย

ตัวอย่างที่โดดเด่นที่สุดคืออุปกรณ์ที่ลด 6 (10) kV เป็น 380 V ที่ยอมรับได้ ซึ่งป้อนเฟสเดียวร่วมกับเส้นกลางบ้านของเราต้องการ 220 โวลต์ และตัวอย่างของหม้อแปลงไฟฟ้าแบบสเต็ปอัพสามารถพบได้ในไมโครเวฟ โดยที่ไฟหลัก 220 โวลต์ตัวใดตัวหนึ่งทำให้แมกนีตรอน 2 kV จำเป็นสำหรับการทำงาน หน่วยไฟฟ้าแรงสูง (มากกว่า 1,000 V) เกือบจะเป็นสามเฟส และแบ่งออกเป็นหน่วยระบายความร้อนด้วยน้ำมันหรืออากาศ รวมถึงการดัดแปลงสภาพภูมิอากาศและแรงดันขดลวดปฐมภูมิ

คุณลักษณะของหม้อแปลงสามเฟสคือขึ้นอยู่กับการรวมของขดลวด (สตาร์เดลต้า) คุณสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าในการทำงานได้ 1.73 เท่า สมมติว่าหน่วยนี้เชื่อมต่อด้วยเดลต้า 6 kV สามารถทำงานได้บนเครือข่าย 10 kV เว้นแต่ผู้ผลิตจะดูแลความเป็นไปได้นี้จากด้านฉนวน มีหม้อแปลงตามที่กล่าวไว้ข้างต้นสามเฟสและเฟสเดียว อุปกรณ์ได้รับการออกแบบมาให้ใช้งานได้หลากหลายความจุตามความต้องการของผู้บริโภค

หม้อแปลงเฟสเดียวซึ่งก่อนหน้านี้เคยใช้เป็นแหล่งจ่ายไฟ กำลังถูกแทนที่อย่างแข็งขันด้วยตัวแปลงอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆ ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่า น้ำหนักและขนาดน้อยลง นอกจากนี้ อุปกรณ์ไฟฟ้ายังสามารถแบ่งตามประเภทของวงจรแม่เหล็กเป็นแท่งและชุดเกราะได้

หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีแกนแม่เหล็กถูกออกแบบให้ติดตั้งคอยล์ 2 ขดลวดบนชิ้นส่วนรูปตัวยู และปิดแอกด้านบน ข้อดีคือองค์ประกอบจะไม่สัมผัสกันจริงๆ

ในวงจรแม่เหล็กหุ้มเกราะ คอยล์ติดตั้งอยู่ที่ส่วนรูปตัว W ส่วนที่ตัวนำตั้งอยู่มักจะเป็นแผลก่อนเป็นหลัก และจากนั้น ผ่านตัวคั่นที่ทนความร้อน เป็นตัวรอง ข้อดีคือมีการป้องกันทางกลเสริมความแข็งแรงของขดลวด

นอกจากนี้ยังมีแกน toroidal แต่พวกมันทำจากวงแหวนเฟอร์ไรต์ เนื่องจากการสร้างโครงสร้างดังกล่าวจากวงจรแม่เหล็กลามิเนตนั้นไม่มีประโยชน์ หน่วยดังกล่าวมักใช้ในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และทำงานที่ความถี่สูง

เครื่องเชื่อมหม้อแปลง

อุปกรณ์เหล่านี้มีไว้ทำอะไร? อันที่จริงพวกมันเป็นหน่วยอิสระ นั่นคือหม้อแปลงเชื่อมไม่ใช่สายรัดที่ช่วยให้การทำงานของอุปกรณ์ใด ๆ แต่เป็นอุปกรณ์ที่ครบถ้วน จุดประสงค์ของอุปกรณ์ดังกล่าวคือเพื่อลดแรงดันไฟหลักให้อยู่ในระดับที่ค่อนข้างต่ำ ประมาณ 50-60 V และให้กระแสไฟขนาดใหญ่

ที่แรงดันไฟนี้ อาร์คที่ค่อนข้างสั้นจะทะลุผ่าน แต่กระแสไฟขนาดใหญ่จริงๆ ให้กำลังมหาศาล ขอบคุณพารามิเตอร์สุดท้าย โลหะถูกเชื่อมหรือตัด

หม้อแปลงดังกล่าวตามกฎแล้วมีการปรับกระแส นี่เป็นสิ่งจำเป็นในการเปลี่ยนเส้นผ่านศูนย์กลางและประเภทของอิเล็กโทรดเชื่อม จริงอยู่ หม้อแปลงเชื่อมสำหรับใช้ในบ้านกำลังถูกแทนที่ด้วยอินเวอร์เตอร์มากขึ้น ซึ่งก็ไม่น่าแปลกใจเพราะประสิทธิภาพของเครื่องเชื่อมต่ำ มันลดแรงดันไฟหลักอย่างแรง ใช้กระแสขนาดใหญ่บนขดลวดปฐมภูมิ มีน้ำหนักมาก คล่องตัวต่ำ และให้ความร้อนค่อนข้างมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ประเภทอินเวอร์เตอร์

ตอนนี้คุณก็รู้แล้วว่าหม้อแปลงเชื่อมทำงานอย่างไรและมีไว้เพื่ออะไร

ผู้ประสานงาน

หม้อแปลงชนิดนี้ใช้ในวงจรหลายขั้นตอนต่าง ๆ เพื่อให้ตรงกับความต้านทานระหว่างส่วนต่าง ๆ ของวงจร คุณสามารถหาได้ในเครื่องขยายสัญญาณเสียงแบบหลอด โดยปกติในอุปกรณ์ดังกล่าวจะเป็นวันหยุด

แล้วหม้อแปลง Load Matching มีไว้ทำอะไร? ตัวอย่างเช่น แรงดันไฟฟ้าในการทำงานของหลอดไฟในแอมพลิฟายเออร์ความถี่เสียงคือ 70-90 V แต่กระแสไฟไม่เพียงพอ แรงดันไฟดังกล่าวไม่สามารถใช้กับลำโพงได้ ซึ่งหมายความว่าลดระดับแรงดันไฟที่ยอมรับได้ และกระแสไฟจะเพิ่มขึ้น

วัตถุประสงค์ของหม้อแปลงไฟฟ้าดังกล่าวคือเพื่อลดแรงดันไฟฟ้าหรือเพิ่มเป็นค่าที่กำหนดโดยโหนดเฉพาะของอุปกรณ์

สรุป

อุปกรณ์สำหรับแปลงกระแสและแรงดันทั้งหมดรวมกันเป็นหนึ่งโดยหลักการทำงาน พารามิเตอร์สำคัญที่ต้องให้ความสนใจเมื่อซื้อ: แรงดันไฟฟ้าหลัก ขดลวดทุติยภูมิ ความถี่ ตัวประกอบกำลัง และตามลำดับ กำลังไฟฟ้าและกระแสไฟขาออก

ในชีวิตประจำวัน เครื่องนี้แทบไม่เคยใช้เลย ท้ายที่สุดแล้ว หม้อแปลงเชื่อมก็เข้ามาแทนที่อินเวอร์เตอร์และแอนะล็อกในแหล่งจ่ายไฟได้แทนที่ตัวแปลงแรงดันไฟฟ้าแบบอิเล็กทรอนิกส์แล้ว สิ่งนี้ทำได้เนื่องจากอุปกรณ์มักจะมีน้ำหนักมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และยังไม่ได้เปรียบทางเศรษฐกิจเนื่องจากการใช้โลหะที่ไม่ใช่เหล็กในปริมาณมากในการผลิตและการซ่อมแซมที่มีราคาแพง อีกไม่นานจะอยู่ในผลิตเฉพาะสถานีหม้อแปลงไฟฟ้าย่อย แต่เฉพาะในสถานที่ที่ไม่สามารถแทนที่ด้วยชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ได้

ในบทความนี้ เราพยายามอธิบายว่าหม้อแปลงมีไว้เพื่ออะไร และพูดคุยกันเล็กน้อยเกี่ยวกับประเภทหลัก