כיצד מסדרים את השנאי ועובד, אילו מאפיינים נלקחים בחשבון במהלך הפעולה

בתחום האנרגיה, האלקטרוניקה וסניפים אחרים של הנדסת חשמל יישומית, ניתן תפקיד גדול בהפיכות של אנרגיה אלקטרומגנטית מסוג אחד למשנהו. מספר מכשירי שנאי, שנוצרו עבור משימות ייצור שונות, עוסקים בנושא זה.

חלקם, בעלי התכנון המורכב ביותר, מבצעים למשל את הטרנספורמציה של זרמי אנרגיה בעלי מתח גבוה. 500 או 750 קילוולט ב 330 ו 110 קילוואט או בכיוון ההפוך.

אחרים עובדים כחלק ממכשירים קטנים בגודל של מכשירי חשמל ביתיים, מכשירים אלקטרוניים, מערכות אוטומציה. הם נמצאים בשימוש נרחב. בספקי כוח שונים של מכשירים ניידים.

רובוטריקים פועלים רק במעגלי זרם חילופין בתדרים שונים ואינם מיועדים לשימוש במעגלי DC המשתמשים בסוגים אחרים של ממירים.

רובוטריקים מחולקים לשתי קבוצות עיקריות: חד-פאזי, המופעל על ידי רשת זרם חילופין חד-פאזי, ו -3 פאזות, המופעלות על ידי רשת זרם חילופין תלת פאזית.

רובוטריקים מגוונים מאוד בעיצוב. האלמנטים העיקריים של השנאי הם: ליבת פלדה סגורה (ליבה מגנטית), פיתולים וחלקים המשמשים להידוק המעגל המגנטי והסלילים עם פיתולים ומתקינים את השנאי במכשיר המיישר. צינור הליבה נועד ליצור נתיב סגור לשטף מגנטי.

חלקי המעגל המגנטי עליהם נמצאים הסיבובים נקראים מוטות, והחלקים עליהם אין פיתולים ואשר משמשים לסגירת השטף המגנטי במעגל המגנטי נקראים עול. החומר למעגל השנאי המגנטי הוא פלדת חשמל גיליון (פלדת שנאי). פלדה זו יכולה להיות בדרגות שונות, עוביים, גלגול חם וקור.

עקרונות כלליים להפעלת רובוטריקים

אנו יודעים שאנרגיה אלקטרומגנטית היא בלתי ניתנת לפירוק. אך נהוג לייצג אותו בשני מרכיבים:

1. חשמל;

2. מגנטי.

קל יותר להבין את התופעות המתרחשות, לתאר תהליכים, לבצע חישובים, לתכנן מכשירים ומעגלים שונים. חלקים שלמים של הנדסת חשמל מוקדשים לניתוחים נפרדים של פעולתם של מעגלים חשמליים ומגנטיים.

זרם חשמלי, כמו שטף מגנטי, זורם רק לאורך מעגל סגור עם התנגדות (חשמלי או מגנטי). זה נוצר על ידי כוחות חיצוניים מיושמים - מקורות מתח של האנרגיות המתאימות.

עם זאת, כאשר בוחנים את עקרונות ההפעלה של התקני שנאי, יהיה צורך ללמוד בו זמנית את שני הגורמים הללו ולקחת בחשבון את השפעתם המורכבת על המרת כוח.

השנאי הפשוט ביותר מורכב משני פיתולים המיוצרים על ידי סלילי סלילה של חוט מבודד, דרכם זורם זרם חשמלי וקו אחד לשטף מגנטי. זה נקרא בדרך כלל ליבה או ליבה מגנטית.

המתח ממקור הכוח החשמלי U1 מופעל על הכניסה של סלילה אחת, ומהמסופים של השני הוא, לאחר ההמרה ל- U2, מועבר לעומס המחובר.

תחת פעולת המתח U1, זרם I1 זורם במעגל סגור בהתפתל הראשון, שערכו תלוי במ עכבה Z, המורכבת משני רכיבים:

1. התנגדות פעילה של חוטי התפתל;

2. רכיב תגובתי בעל אופי אינדוקטיבי.

עוצמת השראות משפיעה רבות על פעולת השנאי.

האנרגיה החשמלית הזורמת דרך התפתל העיקרי בצורת זרם I1 היא חלק מאנרגיה אלקטרומגנטית, שהשדה המגנטי מכוון בניצב לתנועת המטענים או למיקום סיבובי החוט. ליבת השנאי נמצאת במישור שלו - המעגל המגנטי, דרכו השטף המגנטי F.

כל זה בא לידי ביטוי בבירור בתמונה ונצפה בקפדנות במהלך הייצור. המעגל המגנטי עצמו סגור אף הוא, אם כי למטרות מסוימות, למשל, כדי להפחית את השטף המגנטי, ניתן ליצור בו פערים, מה שמגדיל את ההתנגדות המגנטית שלו.

בשל זרימת הזרם הראשוני דרך המפותל, הרכיב המגנטי של השדה האלקטרומגנטי חודר למעגל המגנטי ומסתובב דרכו, וחוצה את פניותיו של הפיתול המשני, הסגור להתנגדות הפלט R.

תחת השפעת שטף מגנטי נוצר זרם חשמלי I2 בסלילה המשנית. ערכו מושפע מערך חוזק הרכיב המגנטי המופעל והה עכבה של המעגל, כולל העומס המחובר R.

כאשר השנאי פועל בתוך המעגל המגנטי נוצרים שטף מגנטי נפוץ ורכיביו F1 ו- F2.

כיצד מסדרים את השנאי האוטומטי ועובד

מבין התקני השנאי, קונסטרוקציות פשוטות פופולריות במיוחד, ואינן משתמשות בשני פיתולים שונים שנפרדו בנפרד, אלא אחת נפוצה המחולקת לקטעים. הם נקראים טרנספורמטורים אוטומטיים.

עקרון הפעולה של מעגל כזה נותר כמעט זהה: האנרגיה האלקטרומגנטית הקלט מומרת לפלט. זרמים ראשוניים I1 זורמים דרך פיתולי W1 המתפתל, ו- I2 משני זורמים דרך W2. המעגל המגנטי מספק נתיב לשטף מגנטי F.

לשנאי האוטומטי יש חיבור גלווני בין מעגלי הכניסה והיציאה. מכיוון שלא כל ההספק המופעל של המקור מומר, אלא רק חלק ממנו, נוצרת יעילות גבוהה יותר מאשר עם שנאי קונבנציונאלי.

עיצובים כאלה יכולים לחסוך בחומרים: פלדה למעגל המגנטי, נחושת לפתילים. יש להם פחות משקל ועלות. לכן משתמשים בהן באופן יעיל במערכת האנרגיה מגודל 110 קילוואט.

כמעט ואין הבדלים מיוחדים במצבי ההפעלה של השנאי והשנאי האוטומטי.

מצבי הפעלה של שנאי

במהלך הפעולה, כל שנאי יכול להיות באחד מהמצבים הבאים:

• מחוץ לעבודה;

• מצב מדורג;

• סרק;

• קצר חשמלי;

• מתח.

מצב כיבוי

בכדי ליצור אותו, די בכדי להסיר את מתח האספקה ​​של מקור הכוח החשמלי מהסלילה הראשונית ובכך להחריג את מעבר הזרם החשמלי דרכו, דבר שהם תמיד מבצעים בלי להיכשל במכשירים דומים.

עם זאת, בפועל, בעבודה עם מבני שנאי מורכבים, אמצעי זה אינו מספק אמצעי בטיחות באופן מלא: מתח יכול להישאר על הפיתולים ולגרום נזק לציוד, לסכן את העובדים עקב חשיפה בשוגג לפריקות זרם.

איך זה יכול לקרות?

עבור שנאים בגודל קטן הפועלים כאספקת חשמל, כמוצג בתצלום העליון, מתח חיצוני לא יגרום נזק. פשוט אין לו לאן לקחת משם. ועל ציוד כוח יש לקחת זאת בחשבון. ננתח שתי סיבות נפוצות:

1. חיבור מקור חשמל חיצוני;

2. השפעת המתח המושרה.

אפשרות ראשונה

על שנאים מורכבים משתמשים לא באחד, אלא בכמה פיתולים המשמשים במעגלים שונים. כולם חייבים להיות מנותקים מתח.

בנוסף, בתחנות משנה המופעלות במצב אוטומטי ללא אנשי הפעלה קבועים, שנאים נוספים מחוברים לאוטובוסים של שנאי חשמל, ומספקים לצרכים שלהם במתחם התחנה כוח חשמלי של 0.4 קילוואט.הם מיועדים להגנות כוח, התקני אוטומציה, תאורה, חימום ומטרות אחרות.

הם נקראים כך - TSN או שנאי עזר. אם המתח מוסר מכניסה של שנאי הכוח והמעגלים המשניים שלו פתוחים, ועבודה מתבצעת על ה- TSN, אז קיימת אפשרות לשינוי הפוך כאשר המתח של 220 וולט מהצד הנמוך חודר לגובהו דרך אוטובוסים הכוח המחוברים. לכן יש לכבות אותם.

פעולת מתח מושרה

אם קו מתח גבוה הפועל תחת מתח עובר בסמוך לאוטובוסים של שנאי כבוי, הזרמים הזורמים דרכו יכולים לגרום למתח על האוטובוסים. יש להחיל אמצעים להסרתו.

מצב הפעלה מדורג

זהו המצב הרגיל של השנאי במהלך פעולתו שלשמו נוצר. הזרמים המתפתלים והמתחים המופעלים עליהם תואמים את הערכים המחושבים.

השנאי במצב עומס נומינלי צורך וממיר יכולות המתאימות לערכי התכנון עבור כל המשאב שסופק לו.

מצב סרק

זה נוצר כאשר מתח מועבר לשנאי ממקור הכוח, והעומס מנותק במסופי התפוקה המתפתלת, כלומר המעגל פתוח. זה מבטל את זרימת הזרם דרך הפיתול המשני.

השנאי במצב סרק צורך את ההספק הנמוך ביותר האפשרי, נקבע על ידי תכונות העיצוב שלו.

מצב קצר חשמלי

זה המצב כאשר העומס המחובר לשנאי מתברר כמקוצר, מכוונן היטב על ידי שרשראות עם התנגדות חשמלית נמוכה מאוד וכל אספקת החשמל של מקור המתח פועלת עליו.

במצב זה זרימת זרמי הקצר הקצרים הינה כמעט בלתי מוגבלת. יש להם אנרגיה תרמית אדירה והם מסוגלים לשרוף חוטים או ציוד. יתר על כן, הם פועלים עד שמעגל הכוח דרך הסיבוב המשני או העיקרי שורף, פורץ במקום החלש ביותר.

זהו המצב המסוכן ביותר שיכול להתרחש במהלך פעולת השנאי, ובכל רגע הרגע הכי לא צפוי בזמן. ניתן לחזות במראהו, ויש להגביל את ההתפתחות. לשם כך הם משתמשים בהגנות המפקחות על עודף הזרמים המותרים בעומס ומכבים אותם במהירות האפשרית.

מצב מתח

פיתולי השנאי מכוסים בשכבת בידוד, שנוצרת לעבודה תחת מתח מסוים. במהלך הפעולה ניתן לעבור על כך מסיבות שונות המתעוררות הן בתוך מערכת החשמל והן כתוצאה מחשיפה לתופעות אטמוספריות.

במפעל נקבע ערכו של מתח העודף המותר שיכול לפעול על הבידוד עד מספר שעות ומתחים יתר לטווח קצר שנוצרו על ידי מעברים במהלך החלפת ציוד.

כדי למנוע את השפעתם, הם יוצרים הגנה מפני מתח יתר, אשר במקרה חירום מכבים את הכוח מהמעגל במצב אוטומטי או מגבילים את פעימות הפליטה.

המשך המאמר:הסוגים העיקריים של עיצובים שנאים

Comments

[#1 רוסלן]

כל כך מדהים!