Mitu mähisega trafot

Nii AC/DC kui ka DC/DC toitemuundurid ja toiteallikad kasutavad trafot. Trafod on iga elektriahela oluline komponent. See võib tõsta ja alandada pingeid ohutu piirini. Trafod on kohustuslik komponent iga vooluahela jaoks, millel on alalisvoolu väljund ja liinipinge sisend. DC/DC ahelas töötab trafo vahelduvvoolu siinussignaali asemel PWM-signaale.

Mitme mähisega trafod võivad anda meile suure kasuteguriga ja mitme rööpa kaudu väljundvõimsuse. Nendel trafodel on mitu sekundaarmähist sisendpinge suurendamiseks või vähendamiseks soovitud väärtuseni. Neid trafosid kasutatakse ka elektrisüsteemi mitme rööpa isoleerimiseks.

Kiire ülevaade:

• Mis on mitme mähisega trafo
• Sissejuhatus kahe pingetrafosse
• Mitu mähisega trafo kraanid
• Mitme mähisega trafode pingekonfiguratsioonid
• Mis on tsentreeritud mitme mähisega trafo
• Kahepingetrafod kasutavad keskele suunatud trafod
• Järeldus

Mis on mitme mähisega trafo

Trafosid, mille mõlemal küljel on rohkem kui üks mähis, nimetatakse Mitu mähisega trafot . Tavaliselt on neil üks primaarmähis ja kaks või enam sekundaarmähist. Need trafod on kasulikud erinevatel eesmärkidel, näiteks pinge reguleerimiseks, isoleerimiseks ja impedantsi sobitamiseks.

Mitme mähisega trafod töötavad samamoodi nagu tavalised trafod. Üks erinevus on see, et neil on rohkem kui üks mähis mõlemal küljel . Nende ühendamiseks peame kontrollima iga mähise pinge polaarsust, mis on tähistatud punktidega. Täpid näitavad mähise positiivset (või negatiivset) otsa.

Trafod töötavad vastastikusel induktsioonil, mis tähendab, et iga mähise pinge on võrdeline pöörete arvuga, nagu allpool näidatud:

Iga mähise võimsus on sama, seega on pöörete suhe võrdne pingete suhtega. Näiteks kui primaarmähisel on 10 pööret ja 100 volti ning sekundaarmähisel 5 pööret, siis sekundaarpinge on 50 volti. Nii võivad mitme mähisega trafod olla erinevate poolide jaoks erineva väljundpingega.

Trafo, millel võivad olla erinevad muutuva juhtmepöördega sekundaarid. Pöörete arv mõjutab elektri pinget. Rohkem pöördeid tähendab kõrgemat pinget ja vähem pöördeid tähendab madalamat pinget. Seega võib trafo ühest elektriallikast toota erinevatele seadmetele erinevat pinget. See on kasulik elektrooniliste vooluahelate, näiteks toiteallikate ja muundurite jaoks.

Järgnevalt on toodud mitme mähisega trafo, millel on mitu sekundaarmähise ühendust. Kõik need sekundaarmähised annavad erineva pingeväljundi.

Trafo käitamiseks saame primaarmähist kasutada eraldi või ühendada selle paari erineva mähisega. Sekundaarmähise ühendus sõltub aga sellest, kui palju pinget me väljundi poolel vajame. Sekundaarmähis paralleelkonfiguratsioonis on võimalik ainult siis, kui kaks ühendatud mähist peavad olema elektriliselt identsed. Teisisõnu peavad nende voolu- ja pingeväärtused ühtima.

Sissejuhatus kahe pingetrafosse

Kahepingetrafod sisaldavad kahte primaarmähist ja kahte sekundaarmähist. Mõlema primaarseadme pinge ja voolu näitajad on identsed. Samamoodi on mõlema sekundaarmähise pinge ja voolu nimiväärtused samad. Need trafod on konstrueeritud nii, et neid saab kasutada erinevates rakendustes. Saame muuta nende mähiste trafo kraane, et luua jada- ja paralleelkombinatsioon suuremate voolu- ja pingenõuete jaoks. Seda tüüpi mitme mähisega trafosid nimetatakse Topeltpingetrafod .

Mitu mähisega trafo kraanid

Mõned trafod on konstrueeritud nii, et saate nende pöördesuhet muuta, muutes primaar- ja sekundaarseid ühendusi. Neid ühendusi trafo primaar- või sekundaarküljel nimetatakse trafo kraanid .

Trafo ühendusskeem näitab primaar- ja sekundaarmähiste ühe kraaniga ühendamist. Sellel pildil näeme sekundaarmähise (400) pöördeid rohkem kui primaarpooli (100) pöördeid. Nii et see on kahe primaar- ja kahe sekundaarmähisega astmelise trafo ühendusskeem.

Antud trafol on kaks primaar- ja kaks sekundaarmähist. Nendes mähistes nimetatakse mõlemat otsa klemmiks ja iga mähise jaoks on paar klemme.

Primaar- või kõrgepingepoolsed klemmid on nimetatud H₁ ja H₂ .

Trafot teisest küljest vaadates on trafo kõrgepingeklemm märgistatud kui H₁ . CSA andmetel on see muudetud tööstusstandardiks kõrgepingeklemmide märgistamiseks selle sekundaarküljelt vaadates.

Samamoodi on teised kõrgepinge mähise külgmised klemmid märgistatud kui H₃ ja H4 .

Jooniselt on näha, et kõrgepingetrafo sekundaarklemmi märgistamiseks kasutatakse tähte X . Kaks sekundaarset või madalpinge külgmist klemmi on märgistatud X ₁ , X ₂ ja X ₃ , X ₄ .

Trafodel, mille primaar- ja sekundaarmähis on topeltmähis, on eelis. Sel viisil ühendatakse iga trafo mähise paar kas järjestikku või paralleelselt.

Nüüd kaaluge allolevat trafo kraani ühendusskeemi. See konfiguratsioon sisaldab ka kahte primaar- ja sekundaarmähist. Siin on primaarpoole mõlemad mähised järjestikku, sekundaarmähised aga paralleelselt.

Kraaniühenduse järgi on näha, et kõrgepinge pool, klemm H₂ on terminaliga ühendatud H₃ . Nii et sel viisil on mõlemad kõrgepinge mähised üksteisega jadamisi. Mõlema kõrgepinge primaarmähise pöörete arv on 400 pööret. Seega on primaar- ehk kõrgepingepoolel kokku 800 pööret.

Terminal X ₁ madalpinge pool on ühendatud klemmiga X ₃ , samas kui terminal X ₂ on ühendatud terminaliga X ₄ .

Kaks madalpinge mähist, millest kumbki on 100 pööret, on ühendatud paralleelselt. See loob ühe sekundaarmähise, millel on kokku 100 pööret.

Seega on sellel trafol 800-pöördeline primaar- ja 100-pöördeline sekundaar ning nüüd on see konfigureeritud alandava trafona, mille pöörete suhe on 8:1 .

Nüüd kaaluge sama trafot, millel on erinev kraaniühenduste konfiguratsioon. Selle stsenaariumi korral on kõrgepinge mähised ja madalpinge mähised omavahel järjestikku ühendatud.

Kõrgepingemähistel on kaks 400-pöördelist primaarmähist, mis on ühendatud järjestikku. See loob kõrgepinge ühe mähise kokku 800 pöördega. Samamoodi on jadamisi ühendatud ka kaks 100-pöördelist madalpinge mähist. Selle tulemuseks on üks sekundaarmähis 200 pöördega. Nii et uus muudetud pöördesuhe, mille me saame, on nüüd 800:200 või 4:1 .

Selles trafo konfiguratsioonis on primaarpoole mõlemad mähised paralleelselt ühendatud, samas kui mõlema sekundaarpoole ühendused on järjestikku. Kuna primaarmähised on paralleelsed, toimivad mõlemad 400-pöördelised primaarmähised ühe primaarmähisena, millel on 400 pööret.

Mõlemad sekundaarsete külgede mähised on ühendatud järjestikku, kummalgi on 1000 pööret. Mõlemad kokku moodustavad ühe 200-pöördelise sekundaarse madalpinge mähise. Selle trafo konfiguratsiooni uus pöördesuhe on 400:200 või 2:1 .

Seega oleme katnud kahe primaar- ja kahe sekundaarmähisega trafo erinevad konfiguratsioonid. Sel viisil saame reguleerida primaarset ja sekundaarset kraaniühendust, et saada erinevad pöörete suhted.

Mitme mähisega trafode pingekonfiguratsioonid

Erinevad konfiguratsioonid võimaldavad ühendada mitu mähistrafot. Iga tüübi ühendus sõltub mitmest tegurist, näiteks sellest, kui suur on väljundpinge, mida me vajame, ja toitesiinist, millega peame trafo ühendama. Mähise konfiguratsioonist sõltub ka see, kas primaar- või sekundaarkülg on ühendatud järjestikku või paralleelselt.

Vaatame mõningaid mitme mähisega trafode põhikonfiguratsioone:

1. Mitme mähisega trafo konfiguratsioon

Mitme mähisega trafol on kaks primaar- ja kaks sekundaarmähist. Mõelge järgmisele pildil olevale mitme mähisega trafole:

Mitme mähisega trafo peamised omadused on järgmised:

• Trafodel võib olla mitu primaarmähist, mitu sekundaarmähist või mõlemad.
• Kõrgepinge poole iga mähise maksimaalne pinge on kahest pingest madalam.
• Iga madalpinge mähise maksimaalne pinge on kahest sekundaarpingest madalaim.
• Isolatsiooni võib kahjustada määratud nimiväärtustest kõrgem pinge.
• Iga trafo mähis saab ohutult hakkama poole trafo kilovold-amprise (kVA) võimsusega.
• Vajaliku pinge saamiseks saame akud ühendada järjest või paralleelselt.

2. Multi-Coil jaotustrafo

Antud trafo nimivõimsus on 50 kVA, 2400/4800 V – 120/240 V. Sellest saame järeldada, et kõrgepinge pool suudab ühe mähise kohta käia maksimaalselt 2400 V. Ja see pinge on alati kahest pingest väiksem. Samamoodi on madalpinge külg- või sekundaarmähis määratud maksimaalsele pingele 120 V mähise kohta. Pidage meeles, et nende nimipinge ületamine võib isolatsiooni kahjustada.

Primaarpoolne (kõrgepinge) ühendus

• Kui soovite ühendada selle 50 kVA trafo kõrgepinge poole 4800 V siiniga, peate ühendama kaks mähist järjestikku. Sel viisil jaotatakse 4800 V siini pinge ühtlaselt, kusjuures iga mähis peab kandma 2400 V koormust.
• Kui ühendate kõrgepinge poole 2400 V siiniga, valige paralleelühendus. See tagab, et iga mähis on 2400 V.

Teisese külje (madalpinge) ühendus

• Madalpinge või sekundaarkülje ühendamiseks 240 V siiniga ühendage kaks mähist järjestikku. See jagab siini pinge võrdselt, andes igale mähisele 120 V.
• Kui teil on vaja ühendada madalpinge pool 120 V siiniga, kasutage paralleelühendust. Nii hakkab iga mähis tööle 120 V pingega.

3. Praegused arvutused

Trafos saab volt-amprite (VA) nimiväärtuse arvutada, võttes pinge ja voolu korrutise. Eelmises konfiguratsioonis toodud trafo saab hakkama ainult poolega kogu kVA-st. Iga kõrgepinge mähis ja iga madalpinge mähis on hinnatud 25 kVA.

Kõrgepingemähise voolu arvutamine (esmane):

Seega võime ülaltoodud tulemuse põhjal järeldada, et maksimaalne vool, mida kõrgepinge mähis suudab taluda, on 10,4 amprit.

Madalpingemähise voolu arvutamine (sekundaarne):

Madalpinge mähise puhul on maksimaalne vool, mida see talub, 208,3 amprit.

Vaatame nüüd kombineeritud väärtusi, kui mõlemat mähist vaadeldakse koos:

Kõrgepingemähise (esmane) voolu arvutamine täis VA-ga:

Kõrgepinge mähise maksimaalne vool, kui arvestada primaarmähise mõlemat mähist, on 10,4 amprit.

Voolu arvutamine madalpingemähise jaoks (sekundaarne) täieliku VA-ga:

Jällegi on madalpinge mähise maksimaalne vool 208,3 amprit.

Nii et olenemata sellest, kas arvestame ühte mähist ja poole VA-st või mõlemat pooli täis VA-ga, jäävad nii kõrgepinge- kui ka madalpingemähiste arvutatud maksimaalsed voolud samaks. Selle põhjuseks on trafo spetsiifiline konstruktsioon ja nimiväärtus.

4. Mitme mähisega trafo kolm juhtmeühendust

Ühe liiniga trafo keskele koputamine annab tulemuseks 120 V väljundi, samas kui mõlema liiniga topeltpuudutamine annab teile 240 V.

Kolmejuhtmelistes sekundaarühendustes (120/240 V) annab trafo täiskVA ainult siis, kui sellel on ideaalselt tasakaalustatud koormus. Tasakaalustamata koormuse tagajärjeks on ühe mähise ülekoormus. Selle tulemuseks on voolu nimiväärtuse ületamine, kuna iga mähis suudab taluda ainult poolt nimikVA-st.

Mis on tsentreeritud mitme mähisega trafo

Keskkraanitrafo on loodud kahe erineva sekundaarpinge andmiseks. Need pinged on IN _A ja IN _B , mille vahel on jagatud ühendus. See trafo seadistus loob kahefaasilise 3-juhtmelise toiteallika.

Sekundaarpinged ja toitepinge IN _lk on võrdsed ja otseses proportsioonis. Selle tulemusena on iga mähise võimsus sama. Nende sekundaarmähiste pinged sõltuvad pöördesuhtest.

Ülaltoodud diagrammil näete standardset keskmise kraaniga trafot. Keskmine väljalaskepunkt asub sekundaarmähise keskel. See loob ühise ühenduse kahe sekundaarpinge jaoks, mis on suuruselt võrdsed, kuid polaarsusega vastupidised. Kui maandate keskmise kraani, siis IN _A pinge muutub maapinna suhtes positiivseks. Samal ajal kui IN _B muutub negatiivseks ja on vastupidises suunas. See tähendab, et need on elektriliselt 180° faasist väljas.

Maanduseta keskmise kraaniga trafo kasutamisel on aga puudus. Kolmandat ühendust läbiva ebaühtlase voolu tõttu tekib kahes sekundaarmähises tasakaalustamata pinge. Seda juhtumit näete eriti siis, kui koormused on tasakaalustamata.

Kahepingetrafod kasutavad keskele suunatud trafod

Kahe pingetrafo abil saame luua ka keskmise kraaniga trafo. Selleks ühendage sekundaarmähised järjestikku ja nende kraanina toimiv kesklüli. Kui iga sekundaarmähise väljund on V, on sekundaarmähise koguväljundpinge 2 V.

Järeldus

Mitme mähisega trafodel on elektri- ja elektroonikaahelates palju rakendusi. Need kahe mähisega või mitme mähisega trafod võivad toita erinevat väljundpinget olenevalt sekundaarpöörde arvust. Suurenenud pingete või voolude väljastamiseks saab ühendada mitu mähistrafot järjestikku või paralleelselt. Samuti saate luua keskelt keeratud trafo, ühendades mõlemad nende sekundaarmähised järjestikku.