שנאי זרם נמצאים בשימוש נרחב באנרגיה מודרנית כציוד לשינוי פרמטרים חשמליים שונים לאלו דומים תוך שמירה על הערכים הבסיסיים. פעולת הציוד מבוססת על חוק האינדוקציה הרלוונטי לשדות מגנטיים וחשמליים המשתנים בסינוסואיד. השנאי הופך את הערך הראשוני של הזרם בהתאם למודול ולשידור הזווית ביחס לנתונים המקוריים. נדרש לבחור ציוד לפי היקף השימוש במכשירים ומספר הצרכנים המחוברים.
תוֹכֶן
מהו שנאי זרם?
ציוד זה משמש בתעשייה, תקשורת עירונית ורשתות הנדסה, בייצור ובאזורים אחרים כדי לספק זרם עם פרמטרים פיזיים מסוימים.מתח מופעל על פניות הפיתול הראשוני, שם, כתוצאה מפעולת הקרינה המגנטית, נוצר זרם חילופין. אותה קרינה עוברת דרך הסיבובים הנותרים, עקב כך נעים כוחות ה-EMF, וכאשר הסיבובים המשניים מקוצרים או בחיבור למעגל חשמלי, מופיע זרם משני במערכת.
שנאי זרם מודרניים מאפשרים לך להמיר אנרגיה עם פרמטרים כאלה שהשימוש בו אינו מאפשר פגיעה בציוד שעובד עליו. בנוסף, הם מאפשרים למדוד עומסים מוגברים עם בטיחות מקסימלית לציוד ולצוות, שכן הסיבובים של השורות הראשוניות והמשניות מבודדים באופן אמין זה מזה.
מטרת השנאים
זה די פשוט לקבוע מדוע יש צורך בשנאי זרם: ההיקף כולל את כל התעשיות בהן מומרות כמויות אנרגיה. מכשירים אלו הם בין ציוד העזר המשמש במקביל למכשירי מדידה וממסרים בעת יצירת מעגל AC. במקרים אלה, שנאים ממירים אנרגיה לצורך פענוח נוח יותר של פרמטרים או חיבור ציוד בעל מאפיינים שונים למעגל אחד.
הם גם מבחינים בתפקוד המדידה של שנאים: הם משמשים להפעלת מעגלים חשמליים עם מתח מוגבר, שאליהם נדרש לחבר מכשירי מדידה, אך לא ניתן לעשות זאת ישירות. המשימה העיקרית של שנאים כאלה היא להעביר את המידע שהתקבל על הפרמטרים הנוכחיים למכשירים למדידת מניפולציות, המחוברים לפיתול הסוג המשני.כמו כן, הציוד מאפשר לשלוט בזרם במעגל: בעת שימוש בממסר והגעה לפרמטרי הזרם המקסימליים, מופעלת הגנה שמכבה את הציוד על מנת למנוע שחיקה ופגיעה בכוח אדם.
עקרון הפעולה
פעולתו של ציוד כזה מבוססת על חוק האינדוקציה, לפיו מתח נכנס לסיבובים הראשוניים והזרם מתגבר על ההתנגדות המתפתלת שנוצרת, הגורמת להיווצרות שטף מגנטי המועבר למעגל המגנטי. הזרימה הולכת בכיוון מאונך ביחס לזרם, מה שממזער הפסדים, וכאשר היא חוצה את הסיבובים של הפיתול המשני, מופעל כוח EMF. כתוצאה מהשפעתו מופיע במערכת זרם חזק יותר מהתנגדות הסליל, בעוד המתח במוצא הסיבובים המשניים יורד.
העיצוב הפשוט ביותר של שנאי מורכב אפוא מליבת מתכת וזוג פיתולים שאינם מחוברים זה לזה ועשויים כחוט עם בידוד. במקרים מסוימים, העומס עובר רק אל הסיבובים הראשיים ולא המשניים: זהו מצב סרק שנקרא. אם, לעומת זאת, ציוד שצורך אנרגיה מחובר לפיתול המשנית, עובר זרם דרך הסיבובים, מה שיוצר כוח אלקטרו-מוטורי. הפרמטרים של EMF נקבעים לפי מספר הסיבובים. היחס בין הכוח האלקטרו-מוטורי עבור הסיבובים הראשוניים והמשניים ידוע כיחס הטרנספורמציה, מחושב מהיחס בין מספרם. אתה יכול לווסת את המתח עבור הצרכן הסופי של אנרגיה על ידי שינוי מספר הסיבובים של הפיתול הראשוני או המשני.
סיווג שנאי זרם
ישנם מספר סוגים של ציוד כזה, המחולקים לפי מספר קריטריונים, לרבות ייעוד, שיטת התקנה, מספר שלבי ההמרה וגורמים נוספים. לפני בחירת שנאי זרם, עליך לשקול את הפרמטרים הבאים:
- קביעת פגישה. על פי קריטריון זה, מובחנים דגמי מדידה, ביניים והגנה. אז, מכשירים מסוג ביניים משמשים בעת חיבור התקנים לפעולות מחשוב במערכות הגנת ממסר ומעגלים אחרים. בנפרד, שנאים מעבדה נבדלים, המספקים דיוק מוגבר של אינדיקטורים, יש מספר רב של גורמי המרה.
- שיטת התקנה. ישנם שנאים להתקנה חיצונית ופנימית: הם לא רק נראים שונים, אלא יש להם גם אינדיקטורים שונים של התנגדות להשפעות חיצוניות (לדוגמה, מכשירים לשימוש חיצוני מוגנים מפני משקעים ושינויי טמפרטורה). נבדלים גם בשנאים תקורה וניידים; לאחרונים יש מסה וממדים קטנים יחסית.
- סוג מתפתל. רובוטריקים הם יחיד ורב סיבובים, סליל, מוט, פס. הן הפיתולים הראשוניים והן המשניים יכולים להיות שונים, וההבדלים מתייחסים גם לבידוד (יבש, פורצלן, בקליט, שמן, תרכובת וכו').
- רמת שלבי השינוי. הציוד יכול להיות חד ודו-שלבי (מפל), מגבלת המתח של 1000 וולט יכולה להיות מינימלית או, להיפך, מקסימלית.
- לְעַצֵב. על פי קריטריון זה, נבדלים שני סוגים של שנאי זרם - שמן ויבש.במקרה הראשון, הסיבובים המתפתלים והמעגל המגנטי נמצאים במיכל המכיל נוזל שמן מיוחד: הוא ממלא את תפקיד הבידוד ומאפשר לך לשלוט בטמפרטורת הפעולה של המדיום. במקרה השני, קירור מתרחש באוויר, מערכות כאלה משמשות במבני תעשייה ומגורים, שכן לא ניתן להתקין שנאי נפט בפנים בגלל סכנת שריפה מוגברת.
- סוג מתח. רובוטריקים יכולים להיות צעד-down ו step-up: במקרה הראשון, המתח על הסיבובים הראשוניים מופחת, ובשני, הוא מוגבר.
- אפשרות סיווג נוספת היא בחירת שנאי זרם לפי כוח. פרמטר זה תלוי במטרת הציוד, במספר הצרכנים המחוברים, במאפיינים שלהם.
פרמטרים ומאפיינים
בעת בחירת ציוד כזה, יש צורך לקחת בחשבון את הפרמטרים הטכניים העיקריים המשפיעים על מגוון היישומים והעלות. תכונות עיקריות:
- עומס מדורג, או הספק: בחירה לפי קריטריון זה יכולה להיעשות באמצעות טבלה השוואתית של מאפייני שנאי. ערך הפרמטר קובע מאפיינים נוכחיים אחרים, שכן הוא מנורמל בקפדנות ומשמש לקביעת הפעולה הרגילה של הציוד בדרגת הדיוק שנבחרה.
- זרם מדורג. מחוון זה קובע את התקופה שבה המכשיר יכול לפעול ללא התחממות יתר לטמפרטורות קריטיות. בציוד שנאים, ככלל, יש רזרבה מוצקה מבחינת רמת החימום, עם עומס יתר של עד 18-20%, הפעולה מתרחשת במצב רגיל.
- מתח.המחוון חשוב לאיכות הבידוד המתפתל, מבטיח פעולה חלקה של הציוד.
- שְׁגִיאָה. תופעה זו מתרחשת עקב השפעת השטף המגנטי, שיעור השגיאה הוא ההבדל בין הנתונים המדויקים של הזרם הראשוני והמשני. העלייה בשטף המגנטי בליבת השנאי תורמת לעלייה פרופורציונלית בשגיאה.
- יחס הטרנספורמציה, שהוא היחס בין הזרם בסיבובים הראשוניים והמשניים. הערך הריאלי של המקדם שונה מהערך הנומינלי בסכום השווה למידת ההפסדים במהלך המרת האנרגיה.
- הריבוי המגביל, המתבטא ביחס לזרם הראשוני בצורה אמיתית לערך הנומינלי.
- ריבוי הזרם המתרחש בפניות של סלילה מסוג משני.
נתוני המפתח של השנאי הנוכחי נקבעים על ידי המעגל המקביל: הוא מאפשר לך ללמוד את המאפיינים של הציוד במצבים שונים, מחוסר סרק לעומס מלא.
האינדיקטורים העיקריים מצוינים על גוף המכשיר בצורה של סימון מיוחד. זה עשוי להכיל גם נתונים על שיטת ההרמה וההרכבה של ציוד, מידע אזהרה על מתח מוגבר בסיבובים המשניים (מעל 350 וולט), מידע על נוכחות של משטח הארקה. הסימון של ממיר האנרגיה מיושם בצורה של מדבקה או עם צבע.
תקלות אפשריות
כמו כל ציוד אחר, שנאים מתקלקלים מעת לעת, והם דורשים שירות מוסמך עם דיאגנוסטיקה. לפני בדיקת המכשיר, עליך לדעת מהן תקלות, אילו סימנים מתאימים להן:
- רעש לא אחיד בתוך המארז, פצפוץ.תופעה זו מעידה בדרך כלל על שבר באלמנט ההארקה, חפיפה על המארז מהסיבובים המתפתלים, או היחלשות של הלחיצה של היריעות המשמשות למעגל המגנטי.
- יותר מדי חימום של המארז, עלייה בחוזק הנוכחי בצד הצריכה. הבעיה יכולה להיגרם מקצר מתפתל עקב בלאי או נזק מכני לשכבת הבידוד, עומסי יתר תכופים הנובעים מקצר חשמלי.
- סדקים במבודדים, פריקות הזזה. הם מופיעים כאשר לא זוהה פגם בייצור לפני תחילת הפעולה, יציקה של עצמים זרים וחפיפה בין קלט שלבים בעלי ערכים שונים.
- פליטת שמן במהלכה נהרסת קרום מבנה הפליטה. הבעיה מוסברת בקצר ממשק עקב בלאי בידוד, ירידה ברמת השמן, נפילות מתח או הופעת זרמי יתר במצב של קצר חשמלי דרך.
- נזילת שמן מאטמים או ברזי שנאי. הסיבות העיקריות הן ריתוך צמתים באיכות ירודה, איטום לקוי, הרס של אטמים או פקקי שסתומים שאינם מכוסים.
- הפעלת ממסר הגנת הגז. תופעה זו מתרחשת כאשר השמן מתפרק, אשר מתרחש עקב קצר חשמלי מתפתל, מעגל פתוח, שריפת המגעים של מכשיר המיתוג, או במקרה של קצר חשמלי לבית השנאי.
- כיבוי ממסר ההגנה על הגז. הבעיה נגרמת מפירוק אקטיבי של הנוזל השמנוני כתוצאה מסגירת פנים, מתח יתר של החלק הפנימי או החיצוני, או בגלל מה שמכונה "אש הפלדה".
- הגנה דיפרנציאלית ניתקה. תקלה זו מופיעה כאשר יש תקלה בבית הכניסה, כאשר יש חפיפה בין שלבים, או במקרים אחרים.
כדי למקסם את היעילות של פונקציונליות המכשיר, יש צורך לבצע אימות באופן קבוע באמצעות תמונה תרמית: הציוד מאפשר אבחון ירידה באיכות המגעים וירידה בטמפרטורת הפעולה. במהלך האימות, מומחים מבצעים את מגוון המניפולציות הבאות:
- לקיחת קריאות מתח וזרם.
- בדיקת העומס באמצעות מקור חיצוני.
- קביעת פרמטרים בתכנית העבודה.
- חישוב יחס הטרנספורמציה, השוואה וניתוח מדדים.
חישוב השנאי
העיקרון הבסיסי של הפעולה של מכשיר זה נקבע על ידי הנוסחה U1/U2=n1/n2, שמרכיביו מפוענחים באופן הבא:
- U1 ו-U2 הם המתח של הסיבובים הראשוניים והמשניים.
- n1 ו-n2 - מספרם על הפיתולים של הסוג הראשוני והמשני, בהתאמה.
כדי לקבוע את שטח החתך של הליבה, נעשה שימוש בנוסחה אחרת: S=1.15*√P, שבו הספק נמדד בוואט, והשטח נמדד בסנטימטרים רבועים. אם לליבה המשמשת בציוד יש צורה של האות W, מדד החתך מחושב עבור המוט האמצעי. בעת קביעת הסיבובים בפיתול הרמה הראשונית, נעשה שימוש בנוסחה n=50*U1/S, בעוד שרכיב 50 אינו ניתן לשינוי, בחישובים למניעת התרחשות של הפרעות אלקטרומגנטיות, מומלץ להגדיר במקומו את הערך 60. נוסחה נוספת היא d=0.8*√I, שבו d הוא חתך החוט, ו-I הוא מחוון חוזק הנוכחי; הוא משמש לחישוב קוטר הכבל.
הנתונים המתקבלים במהלך החישובים מותאמים לערכים עגולים (לדוגמה, ההספק המשוער של 37.5 W מעוגל כלפי מעלה ל-40). עיגול מותר רק כלפי מעלה.כל הנוסחאות הללו משמשות לבחירת שנאים הפועלים ברשת 220 וולט; בעת בניית קווים בתדר גבוה, נעשה שימוש בפרמטרים אחרים ושיטות חישוב.
מאמרים דומים:
