Peak transformatoriai - veikimo principas, įrenginys, paskirtis ir pritaikymas

Yra specialus elektros transformatoriaus tipas, vadinamas piko transformatoriumi. Šio tipo transformatorius sinusoidinę įtampą, įjungtą į pirminę apviją, paverčia skirtingo poliškumo ir tokio pat dažnio kaip pirminės apvijos impulsais. sinusoidinė įtampa… Sinusinė banga čia tiekiama į pirminę apviją, o impulsai pašalinami iš antrinės smailės transformatoriaus apvijos.

Pikiniai transformatoriai kai kuriais atvejais naudojami valdyti dujų išleidimo įtaisus, tokius kaip tiratronai ir gyvsidabrio lygintuvai, taip pat valdyti puslaidininkinius tiristorius ir kai kuriems kitiems specialiems tikslams.

Pikinio transformatoriaus veikimo principas

Didžiausio transformatoriaus veikimas pagrįstas jo šerdies feromagnetinės medžiagos magnetinio prisotinimo reiškiniu. Peršasi išvada, kad magnetinės indukcijos B vertė įmagnetintoje transformatoriaus feromagnetinėje šerdyje netiesiškai priklauso nuo nurodyto feromagneto įmagnetinimo lauko H stiprumo.

Taigi, esant mažoms įmagnetinimo lauko H vertėms, indukcija B šerdyje pirmiausia greitai ir beveik tiesiškai didėja, tačiau kuo didesnis įmagnetinimo laukas H, tuo lėčiau indukcija B šerdyje auga.

Ir galiausiai, esant pakankamai stipriam magnetizuojančiam laukui, indukcija B praktiškai nustoja didėti, nors įmagnetinimo lauko intensyvumas H ir toliau didėja. Šiai netiesinei B priklausomybei nuo H būdinga vadinamoji histerezės grandinė.

Yra žinoma, kad magnetinis srautas F, kurio pasikeitimas sukelia EML indukciją transformatoriaus antrinėje apvijoje, yra lygus indukcijos B sandaugai šios apvijos šerdyje pagal apvijos skerspjūvio plotą S. apvijos šerdis.

Taigi, pagal Faradėjaus elektromagnetinės indukcijos dėsnį, transformatoriaus antrinėje apvijoje esantis EMF E2 yra proporcingas magnetinio srauto F, prasiskverbiančio į antrinę apviją, kitimo greičiui ir apsisukimų skaičiui w joje.

Atsižvelgiant į abu minėtus veiksnius, galima nesunkiai suprasti, kad esant pakankamai amplitudei prisotinti feromagnetą laiko intervalais, atitinkančiais smailės transformatoriaus pirminei apvijai įvestos įtampos sinusoidės smailes, jame esantis magnetinis srautas Φ esmė šiais momentais praktiškai nepasikeis.

Tačiau tik artėjant įmagnetinimo lauko sinusoidės H perėjimo momentams per nulį, magnetinis srautas F šerdyje pasikeis gana staigiai ir greitai (žr. aukščiau esantį paveikslą).Ir kuo siauresnė transformatoriaus šerdies histerezės kilpa, tuo didesnis jos magnetinis pralaidumas, o kuo didesnis įtampos dažnis, taikomas pirminei transformatoriaus apvijai, tuo didesnis magnetinio srauto kitimo greitis šiais momentais.

Atitinkamai, netoli šerdies H magnetinio lauko perėjimo į nulį momentų, atsižvelgiant į tai, kad šių perėjimų greitis yra didelis, antrinėje transformatoriaus apvijoje susidarys trumpi varpelio formos kintamo poliškumo impulsai, nes Šiuos impulsus inicijuojančio magnetinio srauto F pokytis taip pat kinta.

Peak transformatorinis įrenginys

Pikiniai transformatoriai gali būti pagaminti su magnetiniu šuntu arba su papildomu rezistoriumi pirminės apvijos maitinimo grandinėje.

Sprendimas su rezistoriumi pirminėje grandinėje nedaug skiriasi iš klasikinio transformatoriaus... Tik čia didžiausia srovė pirminėje apvijoje (sunaudojama intervalais, kai šerdis patenka į sodrumą) ribojama rezistoriumi. Projektuodami tokį smailės transformatorių, jie vadovaujasi reikalavimu užtikrinti gilų šerdies prisotinimą sinusinės bangos pusbangių viršūnėse.

Norėdami tai padaryti, pasirinkite atitinkamus maitinimo įtampos parametrus, rezistoriaus vertę, magnetinės grandinės skerspjūvį ir transformatoriaus pirminės apvijos apsisukimų skaičių. Kad impulsai būtų kuo trumpesni, magnetinei grandinei gaminti naudojama magnetiškai minkšta medžiaga, pasižyminti dideliu magnetiniu pralaidumu, pavyzdžiui, permaloidas.

Gautų impulsų amplitudė tiesiogiai priklausys nuo apsisukimų skaičiaus gatavo transformatoriaus antrinėje apvijoje. Rezistoriaus buvimas, žinoma, sukelia didelius aktyviosios galios nuostolius tokioje konstrukcijoje, tačiau tai labai supaprastina šerdies dizainą.

Didžiausią srovę ribojantis magnetinis šunto transformatorius pagamintas trijų pakopų magnetinėje grandinėje, kur trečiasis strypas nuo pirmųjų dviejų strypų atskiriamas oro tarpu, o pirmasis ir antrasis strypai yra vienas nuo kito uždaryti ir neša pirminį ir antrinės apvijos.

Didėjant įmagnetinimo laukui H, uždaroji magnetinė grandinė pirmiausia prisisotina, nes jos magnetinė varža mažesnė. Toliau didėjant įmagnetinimo laukui, magnetinis srautas F uždaromas per trečiąjį strypą - šuntą, o reaktyvumas grandinė šiek tiek padidėja, o tai riboja didžiausią srovę.

Palyginti su konstrukcija, kurioje naudojamas rezistorius, čia aktyvieji nuostoliai yra mažesni, nors šerdies konstrukcija yra šiek tiek sudėtingesnė.

Taikymas su smailiais transformatoriais

Kaip jau supratote, norint gauti trumpus sinusinės kintamos įtampos impulsus, reikalingi didžiausi transformatoriai. Šiuo metodu gauti impulsai pasižymi trumpu kilimo ir kritimo laiku, todėl juos galima naudoti valdant elektrodus, pavyzdžiui, puslaidininkinius tiristorius, vakuuminius tiratronus ir kt.