Pengubah fasa tunggal adalah alat elektrik yang menerima kuasa AC fasa tunggal dan mengeluarkan AC fasa tunggal. Ini digunakan dalam pengagihan kuasa di kawasan bukan bandar kerana permintaan dan kos keseluruhan yang terlibat lebih rendah daripada pengubah pengedaran 3 fasa. Mereka digunakan sebagai transformer step-down untuk menurunkan voltan rumah ke nilai yang sesuai tanpa perubahan frekuensi. Atas sebab ini, ia biasa digunakan elektronik kuasa perkakas di kediaman. Artikel ini membincangkan gambaran keseluruhan pengubah fasa tunggal.
Apa itu Transformer Fasa Tunggal?
Definisi: KE pengubah adalah alat yang menukar tenaga magnet menjadi tenaga elektrik. Ia terdiri daripada dua gegelung elektrik yang disebut sebagai belitan primer dan belitan sekunder. Yang utama penggulungan pengubah menerima kuasa, sementara belitan sekunder memberikan kuasa. Litar besi magnet yang disebut 'inti' biasanya digunakan untuk membungkus gegelung ini. Walaupun kedua-dua gegelung ini diasingkan secara elektrik, ia dihubungkan secara magnet.
Arus elektrik apabila dilalui primer transformer maka medan magnet dibuat, yang menghasilkan voltan merentasi sekunder transformer. Berdasarkan jenis aplikasi, transformer fasa tunggal digunakan untuk menaikkan atau menurunkan voltan pada output. Transformer ini biasanya a pengubah kuasa dengan kecekapan tinggi dan kerugian rendah. Gambar rajah pengubah fasa tunggal ditunjukkan di bawah.
pengubah fasa tunggal
Prinsip Pengubah Fasa Tunggal
Transformer fasa tunggal berfungsi berdasarkan prinsip Hukum Aruhan Elektromagnetik Faraday . Biasanya, saling induksi antara belitan primer dan sekunder bertanggungjawab untuk operasi pengubah dalam pengubah elektrik.
Kerja Transformer Fasa Tunggal
Transformer adalah peranti statik yang memindahkan kuasa elektrik dalam satu litar ke litar lain dengan frekuensi yang sama. Ia terdiri daripada belitan primer dan sekunder. Transformer ini beroperasi berdasarkan prinsip saling induktansi.
Apabila utama transformer disambungkan ke bekalan AC, arus mengalir dalam gegelung dan penumpukan medan magnet. Keadaan ini dikenali sebagai induktansi bersama dan aliran arus sesuai dengan Undang-undang aruhan elektromagnetik Faraday. Semasa arus meningkat dari sifar ke nilai maksimumnya, medan magnet menguat dan diberikan oleh dɸ / dt.
Elektromagnet ini membentuk garis daya magnet dan mengembang ke luar dari gegelung membentuk jalur fluks magnet. Putaran kedua belitan dihubungkan oleh fluks magnet ini. Kekuatan medan magnet yang dihasilkan di teras bergantung pada jumlah putaran dalam belitan dan jumlah arus. Fluks dan arus magnetik berkadar langsung antara satu sama lain.
kerja-pengubah-satu-fasa-pengubah
Sumber: Wikimedia
Oleh kerana garis-garis magnetik fluks mengalir di sekitar teras, ia melewati belitan sekunder, mendorong voltan melintangnya. Undang-undang Faraday digunakan untuk menentukan voltan yang disebabkan oleh gegelung sekunder dan diberikan oleh:
N. dɸ / dt
di mana,
‘N’ adalah bilangan giliran gegelung
Kekerapannya sama pada belitan primer dan sekunder.
Oleh itu, kita dapat mengatakan bahawa voltan yang disebabkan adalah sama pada kedua belitan kerana fluks magnet yang sama menghubungkan kedua-dua gegelung itu bersama. Juga, voltan total yang diinduksi berkadar terus dengan jumlah putaran dalam gegelung.
Mari kita anggap bahawa belitan primer dan sekunder pengubah mempunyai satu putaran masing-masing. Dengan andaian tidak ada kerugian, arus mengalir melalui gegelung untuk menghasilkan fluks magnet dan mendorong voltan satu volt di sekunder.
Oleh kerana bekalan AC, fluks magnetik berubah secara sinusoidal dan ia diberikan oleh,
ɸ = ɸmaksTanpa ωt
Hubungan antara emf yang diinduksi, E dalam belitan gegelung N lilitan diberikan oleh,
E = N (d∅) / dt
E = N * ω * ɸmakskosωtφ
Emax = Nωɸmaks
Erms = Nω / √2 * ɸmaks= 2π / √2 * f * N * ɸmaks
Erms = 4.44 fNɸmaks
Di mana,
‘F’ adalah frekuensi dalam Hertz, yang diberikan oleh ω / 2π.
‘N’ adalah bilangan lilitan gegelung
'ɸ' adalah jumlah perubahan dalam Webers
Persamaan di atas adalah Persamaan EMF Transformer. Untuk emf belitan primer transformer E, N akan menjadi bilangan putaran primer (NP), sementara untuk emf, E belitan sekunder transformer, bilangan putaran, N akan menjadi (NS).
Pembinaan Transformer Fasa Tunggal
Transformer fasa tunggal yang sederhana mempunyai setiap belitan yang dililitkan secara silinder pada anggota besi lembut secara berasingan untuk menyediakan litar magnet yang diperlukan, yang biasanya disebut sebagai 'inti pengubah'. Ia menawarkan jalan untuk aliran medan magnet untuk mendorong voltan antara dua belitan.
Seperti yang dilihat pada gambar di atas, kedua belitan tidak cukup dekat untuk mempunyai gandingan magnet yang cekap. Oleh itu, menyatukan dan meningkatkan litar magnet berhampiran gegelung dapat meningkatkan gandingan magnet antara belitan primer dan sekunder. Laminasi keluli nipis hendaklah digunakan untuk mengelakkan kehilangan kuasa dari teras.
Berdasarkan bagaimana belitan dililit di sekitar teras berlapis keluli pusat, pembinaan pengubah terbahagi kepada dua jenis
Transformer jenis teras
Dalam jenis pembinaan ini, hanya separuh belitan yang dililit secara silinder di sekitar setiap kaki pengubah untuk meningkatkan gandingan magnetik seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Jenis pembinaan ini memastikan bahawa garis kekuatan magnet mengalir di kedua belitan secara serentak. Kelemahan utama pengubah jenis teras adalah fluks kebocoran yang berlaku disebabkan oleh aliran sebilangan kecil garis kekuatan magnet di luar teras.
inti-jenis-pengubah
Transformer jenis shell
Dalam pembinaan transformer jenis ini, belitan primer dan sekunder diposisikan secara silinder pada anggota tengah sehingga menghasilkan luas keratan rentas dua kali ganda daripada anggota luar. Terdapat dua jalur magnet tertutup dalam jenis pembinaan ini dan anggota luar mempunyai aliran magnetik ɸ / 2 yang mengalir. Transformer jenis shell mengatasi fluks kebocoran, mengurangkan kehilangan teras dan meningkatkan kecekapan.
jenis fasa-transformer-shell-jenis
Permohonan
Aplikasi transformer fasa tunggal disebutkan di bawah.
- Menurunkan isyarat jarak jauh untuk menyokong peranti elektronik kediaman dan komersial ringan
- Di televisyen untuk peraturan voltan
- Untuk meningkatkan kuasa penyongsang rumah
- Untuk membekalkan kuasa ke kawasan bukan bandar
- Untuk mengasingkan dua litar elektrik kerana primer dan sekunder diletakkan jauh antara satu sama lain
Soalan Lazim
1). Apakah maksud fasa tunggal?
Sistem fasa tunggal atau litar yang menghasilkan atau menggunakan voltan bergantian tunggal
2). Adakah rumah menggunakan bekalan fasa tunggal?
Secara amnya, rumah dibekalkan dengan bekalan fasa tunggal
3). Atas prinsip mana pengubah fasa tunggal beroperasi?
Undang-undang Faraday Induksi Elektromagnetik dan Induksi Saling
4). Apakah pengubah 'Nisbah Giliran'?
NP / NS = VP / VS = n = Nisbah Giliran
5). Berikan dua kegunaan pengubah fasa tunggal
- Di televisyen untuk peraturan voltan
- Untuk meningkatkan kuasa penyongsang rumah
Oleh itu, pengubah fasa tunggal sesuai untuk peranti elektrik yang lebih ringan. Ia lebih murah dan sangat disukai untuk membekalkan bekalan elektrik ke kawasan bukan bandar. Artikel ini menekankan prinsip kerja pengubah , pembinaan, dan aplikasi pengubah fasa tunggal. Pembaca dapat mengetahui secara mendalam mengenai pengubah fasa tunggal dari artikel ini.
