1 مقدمه در طراحیترانسفورماتورهای برق، برای راحتی آرایش سرب ، انتهای اول و دم یک سیم پیچ فاز ممکن است راحت نباشد که از همان طرف هسته خارج شود. برای روشن شدن اینکه آیا چنین آرایش ساختاری امکان پذیر است و چه میزان آن را تحت تأثیر قرار می دهد ، ابتدا باید یک مفهوم مهم مربوط به چرخش های سیم پیچ الکتریکی ترانسفورماتور برق را روشن کنیم.
2 مفهوم اساسی
قبل از بحث در مورد چرخش های الکتریکی سیم پیچ ، ابتدا باید به طور خلاصه در مورد مفهوم چرخش هندسی سیم پیچ صحبت کنیم ، زیرا این دو مفهوم هستند که دست به دست هم می دهند.
چرخش های هندسی به چرخش های فیزیکی تشکیل شده توسط سیم پیچ ترانسفورماتور در طی فرآیند سیم پیچ واقعی اشاره دارد و برخی از دستگاه های سیم پیچ با توابع شمارش می توانند به طور دقیق این مقدار را ضبط کنند. به عنوان مثال ، اگر یک سیم پیچ دارای 20 چرخ دنده باشد ، سیم به مدت 10 چرخش کامل در اطراف قالب سیم پیچیده می شود ، و همچنین از 16 پد عبور می کند ، سپس چرخش هندسی این سیم پیچ {3}}/20 است ، اما چرخش های الکتریکی آن ناشناخته است.
چرخش های الکتریکی سیم پیچ به تعداد چرخش هایی که می توانند با شار مغناطیسی اصلی یا تعداد چرخش هایی که می توانند یک شار مغناطیسی بسته در اطراف سیم در هسته ایجاد کنند ، در هم تنیده است. هر تعداد نوبت که نمی تواند نیروی الکتروموتوری ناشی از آن ایجاد کند ، نمی توان نوبت الکتریکی نامید.
بنابراین ، چرخش هندسی هر سیم پیچ باید به وضوح در طراحی طراحی بیان شود ، نه چرخش الکتریکی. از آنجا که حتی اگر کویل ها با همان چرخش هندسی روی هسته های مختلف آهن سوار شوند یا در موقعیت های مختلف در همان هسته نصب شوند ، ممکن است چرخش الکتریکی آنها متفاوت باشد. اگر چرخش الکتریکی کویل در طراحی طراحی مشخص شود ، نمی توان مستقیماً تأیید کرد.
برای طراحی ترانسفورماتورهای برق ، چرخش الکتریکی و چرخش هندسی دو مفهوم مهم هستند که باید به وضوح متمایز شوند.
پتانسیل چرخش ، نسبت ولتاژ ، چرخش آمپر و ولتاژ امپدانس ترانسفورماتور قدرت باید با توجه به چرخش الکتریکی سیم پیچ محاسبه شود. در حالی که مقاومت DC و از دست دادن جریان گرداب کویل باید با توجه به چرخش هندسی سیم پیچ محاسبه شود.
3 اصل اساسی
طبق قانون القایی الکترومغناطیسی فارادی ، هنگامی که شار مغناطیسی که از طریق حلقه عبور می کند تغییر می کند ، بدون توجه به اینکه حلقه بسته است یا نه ، یک نیروی الکتروموتوری ناشی از آن در حلقه ایجاد می شود. میزان نیروی الکتروموتوری ناشی از آن متناسب با میزان تغییر شار مغناطیسی است. بنابراین ، از یک دیدگاه خاص ، تعداد چرخش های الکتریکی سیم پیچ تعداد چرخش بردار است که نمی توان به سادگی به صورت جبری اضافه یا تفریق کرد و محاسبات مرتبط با آن باید مطابق با قوانین عملکرد بردار باشد.
4 نتیجه گیری
در شرایط خاص ولتاژ خارجی و فرکانس منبع تغذیه ، شار مغناطیسی اصلی ترانسفورماتور به طور معکوس با تعداد چرخش های الکتریکی سیم پیچ متناسب است. بنابراین ، هنگامی که تعداد چرخش های الکتریکی سیم پیچ سه فاز نامتوازن شود ، اثرات زیر به ناچار اتفاق می افتد:
1) شار مغناطیسی اصلی سه فاز نامتوازن وضعیت ترانسفورماتورهای سه رنگ سه فاز یا تک فاز سه ستون جدی تر از سه فاز سه ستونی به دلیل شنت مغناطیسی نسبتاً آزاد خواهد بود. علاوه بر این ، برای ترانسفورماتورهای گام به گام ، زیرا تعداد چرخش های الکتریکی کویل های ولتاژ سه فاز کاملاً برابر است ، حتی اگر تعداد چرخش های الکتریکی کویل های سه فاز با ولتاژ بالا نامتوازن باشد ، هیچ وضعیتی از شار مغناطیسی اصلی نامتعادل وجود ندارد.
2) بیش از نسبت ولتاژ این وضعیت هنگامی اتفاق می افتد که تعداد چرخش های یک سیم پیچ از ترانسفورماتور قدرت نسبتاً اندک باشد. مقدار خاص نسبت ولتاژ را می توان با مراجعه به روش فوق محاسبه کرد.
3) پدیده اشباع هسته به ویژه برای ترانسفورماتورهای پنج ستون سه فاز ، اگر شار مغناطیسی ستون هسته به خودی خود نزدیک به منطقه اشباع کار کند ، هنگامی که شار مغناطیسی اصلی سه فاز نامتوازن است ، احتمالاً یوغ آهن اشباع نشده است (زیرا در بعضی موارد ، شار مغذی یوک آهن بالاتر از طراحی فلکس مغناطیسی ستون هسته است). با این حال ، این پدیده در مرحله آزمایش بدون بار کشف نمی شود ، زیرا ولتاژ بالا در این زمان به طور کلی مدار باز است.
علاوه بر این ، در برخی موارد ، تعداد چرخش الکتریکی سیم پیچ باید کاملاً برابر باشد. به عنوان مثال ، برای یک ترانسفورماتور تک فاز با دو ستون به طور موازی ، اگر تعداد چرخش های الکتریکی کویل های نصب شده بر روی دو ستون اصلی کاملاً مساوی نباشد ، باعث ایجاد تلفات جریان قابل توجهی خواهد شد.
بنابراین ، در مرحله طراحی ، از وضعیت چرخش الکتریکی نامتعادل از سیم پیچ سه فاز باید تا حد امکان جلوگیری شود. این که آیا عواقب چرخش الکتریکی نامتعادل از سیم پیچ سه فاز قابل قبول است باید توسط طرح مهندسی پذیرفته شود ، باید به صورت موردی مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرد و نمی تواند تعمیم یابد.
