Step Down Transformer: Κατασκευή, Εργασία, Εφαρμογές

Σημεία συζήτησης:

Ορισμός

A μετασχηματιστής μεταφέρει ηλεκτρική ενέργεια. Παραιτηθεί μετασχηματιστής είναι ένα είδος του. Ένας μετασχηματιστής με βήμα προς τα κάτω μειώνει την τάση που εφαρμόζεται στις πρωτεύουσες περιελίξεις και παρέχει μειωμένη τάση στη δευτερεύουσα πλευρά. Ωστόσο, η ισχύς και η συχνότητα παραμένουν σταθερές στη διαδικασία.

Trans1
Ένας μονοφασικός ηλεκτρικός μετασχηματιστής Step Up, Credit Credit Μτοτόροφ 69Μετασχηματιστής-hightolow μικρότεροCC BY-SA 3.0

Κατασκευή μετασχηματιστή Step Down

Η διαδικασία κατασκευής ενός μετασχηματιστή step-down βρίσκεται στον πυρήνα και τις περιελίξεις του και μοιάζει πολύ με έναν μετασχηματιστή step-up.

Κατασκευή πυρήνα μετασχηματιστή:

Ο πυρήνας ενός μετασχηματιστή είναι κατασκευασμένος από μαλακό σίδερο σαν μέταλλα. Επιτρέπει στη μαγνητική ροή να περάσει από αυτήν. Τα πηνία και των δύο περιελίξεων τυλίγονται γύρω από τον πυρήνα. Ο πυρήνας μπορεί να είναι δύο τύπων με βάση τη συσκευασία των κλειδαριών. Εάν τα πηνία τυλίγονται έξω από το σώμα, τότε αυτός είναι ο Μετασχηματιστής Κλειστού Πυρήνα. Εάν οι περιελίξεις είναι μέσα στον πυρήνα του σιδήρου, τότε αυτό θα είναι το Shell Core Structure. Ένας μετασχηματιστής κλειστού πυρήνα αντιμετωπίζει πρόβλημα «Leakage Flux» ενώ ο τύπος κελύφους δεν έχει. Γι 'αυτό προτιμάται περισσότερο μια δομή πυρήνα κελύφους παρά ένας κλειστός πυρήνας. 

Διαβάστε περισσότερα για Πώς να μετατρέψετε το βήμα προς τα κάτω στο Step Up Transformer

Μετασχηματιστής Περιελίξεις:

Οι περιελίξεις είναι οι αγωγοί ρεύματος στο εσωτερικό του μετασχηματιστή. Είναι κατασκευασμένα από πηνίο καλωδίων. Το υλικό του σύρματος είναι χαλκός ή αλουμίνιο. Οι περιελίξεις είναι δύο τύπων - Πρωτεύουσες περιελίξεις και Δευτερεύουσες περιελίξεις. Οι πρωτεύουσες περιελίξεις λαμβάνουν την εφαρμοζόμενη τάση και οι δευτερεύουσες περιελίξεις τροφοδοτούν την επαγόμενη τάση στο φορτίο. Αν και η ηλεκτρική ενέργεια μεταφέρεται από την πρωτεύουσα πλευρά σε δευτερεύουσες περιελίξεις χωρίς μεταλλικές επαφές - η κύρια παράμετρος ταξινόμησης για να αποφασίσει εάν ένας μετασχηματιστής είναι ένα βήμα προς τα πάνω ή προς τα κάτω βρίσκεται εδώ.

Σε περίπτωση μετασχηματιστή προς τα κάτω, ο αριθμός στροφών στις πρωτεύουσες περιελίξεις είναι μεγαλύτερος από τον αριθμό των στροφών στις δευτερεύουσες περιελίξεις. Ωστόσο, η πυκνότητα του σύρματος είναι λεπτότερη στις πρωτεύουσες περιελίξεις από το πάχος των δευτερευόντων περιελίξεων.

660 px Transformer Flux.svg
Κατασκευή Step Down Transformer, Πίστωση εικόνας: Φρεντ το στρείδιΡοή μετασχηματιστήCC BY-SA 4.0

Εργασία μετασχηματιστή Step Down

Η αρχή λειτουργίας ενός μετασχηματιστή κατεβάσματος είναι η ίδια με έναν τυπικό μετασχηματιστή. Ένας μετασχηματιστής βήμα προς τα κάτω δίνει υψηλότερες τάσεις εξόδου από μια χαμηλότερη τάση εισόδου και λειτουργεί βάσει του νόμου και του λόγου στροφής του Faraday.

Λόγω της εφαρμοζόμενης τάσης στις πρωτεύουσες περιελίξεις, το ρεύμα ρέει μέσω των καλωδίων. Η ροή εναλλασσόμενου ρεύματος δημιουργεί μαγνητική ροή γύρω από τις περιελίξεις. Ο πυρήνας του μετασχηματιστή επιτρέπει τη ροή αυτής της μαγνητικής ροής.

Η αλλαγή στη μαγνητική ροή προκαλεί περαιτέρω τάση στις δευτερεύουσες περιελίξεις.

Τώρα ο συντελεστής αναλογίας στροφής μπαίνει σε δράση.

Αναλογία στροφών = Νp/Ns =Vp/Vs -------- (Εγώ)

Ή, Vs = Vp * (Ns / Np) ——————— (ii)

Εδώ, Np = αριθμός στροφών στις πρωτεύουσες περιελίξεις.

Ns = αριθμός στροφών στις δευτερεύουσες περιελίξεις

Vp = τάση στην πρωτεύουσα πλευρά

Vs = τάση στη δευτερεύουσα πλευρά.

Τώρα στην εξίσωση (ii), υπολογίζουμε το Vs - τη δευτερεύουσα τάση. Μπορούμε να δούμε ότι το Vp είναι σταθερό καθώς η εφαρμοζόμενη τάση είναι σταθερή. Τώρα αυξάνοντας ή μειώνοντας την αναλογία (Ns / Np), θα μπορέσουμε να πάρουμε την επιθυμητή τάση στην πλευρά εξόδου. Κατά τη χρήση ενός μετασχηματιστή step-up, το κίνητρό μας είναι να παράγουμε μικρότερη τάση από την είσοδο. Επομένως, πρέπει να διατηρήσουμε την αναλογία (Ns / Np) μικρότερη από 1.

Αυτό σημαίνει ότι η τιμή του Np πρέπει να είναι μεγαλύτερη από το μέγεθος του Ns. Όπως γνωρίζουμε, Np είναι ο αριθμός στροφών στις πρωτεύουσες περιελίξεις, γι 'αυτό ένας μετασχηματιστής step-down έχει σχεδιαστεί με υψηλότερο αριθμό. στροφών στην πρωτεύουσα πλευρά περιέλιξης. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η ισχύς του ηλεκτρικού σήματος παραμένει η ίδια. Η τάση μειώνεται και για να διατηρηθεί η ισχύς σταθερή, το ρεύμα αυξάνεται. Η συχνότητα της ενέργειας παραμένει επίσης αμετάβλητη.

Διαβάστε περισσότερα για Μετασχηματιστής αμοιβαίας επαγωγής

Εφαρμογές του μετασχηματιστή Step down

Οι μετασχηματιστές έχουν διάφορες εφαρμογές. Ο μετασχηματιστής Step down έχει σχεδιαστεί για να εκτελεί συγκεκριμένες εργασίες και διαθέτει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών τόσο σε ηλεκτρικά όσο και σε ηλεκτρονικά κυκλώματα.

255 px Drehstromtransformater im Schnitt Hochspannung
Step Down Transformer σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας, Image By: StahlkocherDrehstromtransformater im Schnitt HochspannungCC BY-SA 3.0
  • Σύστημα ισχύος: Οι μετασχηματιστές Step down χρησιμοποιούνται σε συστήματα διανομής ισχύος. Σε μια διαφορετική φάση τροφοδοσίας, μετασχηματιστές κατεβάσματος χρησιμοποιούνται για τη μείωση της τάσης όποτε είναι απαραίτητο.
  • Ηλεκτρονικές συσκευές: Οι μετασχηματιστές Step-up χρησιμοποιούνται σε διάφορες ηλεκτρονικές συσκευές όπου η συσκευή λειτουργεί σε χαμηλότερες τάσεις από την παρεχόμενη τάση. Εργαλεία όπως προσαρμογείς διαφορετικών ηλεκτρονικών συσκευών και εφαρμογές χαμηλής τάσης χρησιμοποιούν αυτόν τον τύπο μετασχηματιστών.
  • Μετασχηματιστές, που βρήκαμε σε δρόμους κοντά στο σπίτι μας κατεβαίνοντας μετασχηματιστές.

Μάθετε για διαφορετικούς τύπους μετασχηματιστών και τις εφαρμογές τους! Κάντε κλικ για πλοήγηση!

Συχνές ερωτήσεις σχετικά με έναν μετασχηματιστή κατεβάσματος

1. Μειώνει το ρεύμα ένας μετασχηματιστής προς τα κάτω;

Όχι, ένας μετασχηματιστής προς τα κάτω δεν μειώνει ή μειώνει το ρεύμα. Αντ 'αυτού, μειώνει την τάση και αυξάνει το ρεύμα. Ωστόσο, η ισχύς του σήματος παραμένει σταθερή.

2. Γιατί πρέπει να ενισχύσουμε τους μετασχηματιστές;

Το όνομα του μετασχηματιστή μας βοηθά να μάθουμε τι κάνει. Ένας μετασχηματιστής step-down παρέχει μειωμένες τάσεις στο φορτίο του. Έτσι, όταν πρέπει να κατεβάσουμε ή να μειώσουμε την τάση που παρέχεται για τη λειτουργία μας, τότε πρέπει να χρησιμοποιήσουμε έναν μετασχηματιστή κατεβάσματος. Αλλά ότι η τρέχουσα τιμή αυξάνεται. Επομένως, εάν πρέπει να ελαχιστοποιήσουμε την πηγή τάσης με το ίδιο ρεύμα, τότε ένας μετασχηματιστής κατεβάσματος δεν θα εξυπηρετούσε τους σκοπούς μας.

3. Ένας μετασχηματιστής έχει 2000 στροφές χαλκού σύρματος τυλιγμένες σε μια πλευρά, και 1000 στροφές χαλκού σύρματος περιβάλλεται σε άλλη πλευρά. Εάν εφαρμοστεί τάση εναλλασσόμενου ρεύματος 440 βολτ στη στροφή 2000, ποια θα είναι η τάση στην πλευρά στροφής 1000; Επίσης, τι είδους μετασχηματιστής είναι αυτός;

Η τάση εφαρμόζεται στη στροφή του 2000. Λοιπόν, αυτή είναι η κύρια περιέλιξη και ο αριθμός των στροφών του σύρματος = 2000. Ας πούμε ότι είναι Np.

1000 στροφή είναι η δευτερεύουσα πλευρά. Αυτή είναι λοιπόν η δευτερεύουσα περιέλιξη και ο αριθμός των στροφών του σύρματος = 1000. Ας πούμε ότι είναι ns.

440 volt παρέχονται στην κύρια πλευρά, έτσι είναι η κύρια τάση και ας πούμε ότι = Vp

Πρέπει να υπολογίσουμε την τάση στη δευτερεύουσα πλευρά. ας πούμε ότι = Vs.

Γνωρίζουμε ότι ο λόγος στροφής = Np / Ns

Αυτό είναι επίσης = Vp / Vs

Έτσι, Np / Ns = Vp / Vs

Ή, Vs = (Ns / Np) * Vp

Αντικαθιστώντας τις τιμές, παίρνουμε-

Vs = (1000/2000) * 440

Ή, Vs = 220 volt

Η τάση στη δευτερεύουσα πλευρά θα είναι = 220 volt.

Τώρα, όπως μπορούμε να δούμε, η τάση είναι χαμηλότερη από την παρεχόμενη τάση, οπότε πρόκειται για μετασχηματιστή προς τα κάτω.

Διαβάστε περισσότερα για Πώς λειτουργεί ένας μετασχηματιστής

4. Γράψτε μερικές διαφορές μεταξύ μετασχηματιστών step-up και step down

Η θεμελιώδης διαφορά των μετασχηματιστών step-up και step down βρίσκεται στη λειτουργία τους. Οι μετασχηματιστές step-up αυξάνουν την παρεχόμενη τάση, ενώ οι μετασχηματιστές step down αυξάνουν αυτό. Εδώ είναι μερικές από τις περισσότερες διαφορές. Κάνε κλικ εδώ!

5. Πρακτική σημασία των μετασχηματιστών Step-Down

Οι μετασχηματιστές κατεβασμού έχουν επιπτώσεις στην καθημερινή μας ζωή. Η ισχύς που παράγει σε ένα σταθμό παραγωγής ενέργειας είναι υψηλής τάσης (Εύρος Megawatt έως Gigawatt). Εάν δεν υπάρχουν μετασχηματιστές κατεβάσματος, τότε δεν θα υπάρχει ηλεκτρική ενέργεια στα νοικοκυριά. Όταν πρέπει να μεταφέρουμε ενέργεια από σταθμούς παραγωγής ενέργειας στο σπίτι, τότε είναι απαραίτητο να χρησιμοποιήσουμε μετασχηματιστή. Χρησιμοποιώντας έναν μετασχηματιστή προς τα κάτω, μπορούμε να μειώσουμε την υψηλή τάση και να παρέχουμε στα σπίτια.

6. Ποιος είναι ο λόγος στροφής για έναν μετασχηματιστή step-up;

Η αναλογία στροφής ενός μετασχηματιστή είναι μια βασική παράμετρος για τον υπολογισμό της ισχύος. Δίνεται από την ισορροπία του αριθμού των στροφών του σύρματος σε πρωτεύουσες περιελίξεις προς τον αριθμό των τόξων του σύρματος σε δευτερεύουσες περιελίξεις. Η εξίσωση δίνει την αναλογία -

Αναλογία στροφών = Νp/Ns

Np είναι ο αριθμός στροφής στις πρωτεύουσες περιελίξεις και Ns είναι ο αριθμός στροφής στις δευτερεύουσες περιελίξεις.

Ο μετασχηματιστής step down δεν έχει ιδανική αναλογία στροφής. Διαφέρει ανάλογα με τις ανάγκες. Αλλά για να λειτουργήσει ως μετασχηματιστής κατεβάσματος, η αναλογία στροφής πρέπει να είναι μεγαλύτερη από την ενότητα.

Διαβάστε περισσότερα για Πώς οι μετασχηματιστές αυξάνουν την τάση για να μειώσουν το ρεύμα