Τι είναι η Σχέση Μετατροπής;

Τι είναι το Συντελεστής Μετατροπής;

Ο συντελεστής μετατροπής του μετατροπέα αναφέρεται στην αναλογική σχέση μεταξύ του αριθμού των στροφών στην πρωτεύουσα και δευτερεύουσα πλεξίδα του μετατροπέα, η οποία καθορίζει την ικανότητα μετατροπής τάσης του μετατροπέα. Ο συντελεστής μετατροπής είναι μία από τις πιο βασικές χαρακτηριστικές του μετατροπέα και χρησιμοποιείται για να περιγράψει πώς ο μετατροπέας μετατρέπει την εισερχόμενη τάση σε εξερχόμενη τάση.

Ορισμός

Ο συντελεστής μετατροπής του μετατροπέα ορίζεται ως το λόγο του αριθμού των στροφών στην πρωτεύουσα πλεξίδα N1 προς τον αριθμό των στροφών στη δευτερεύουσα πλεξίδα N2:

Ο συντελεστής μετατροπής μπορεί επίσης να εκφραστεί ως προς την τάση, δηλαδή το λόγο της πρωτεύουσας τάσης V1 προς τη δευτερεύουσα τάση V2:

Τύποι

Μετατροπέας-αναβαθμιστής: όταν N1<N2, ο συντελεστής μετατροπής n<1, η πρωτεύουσα τάση είναι μικρότερη από τη δευτερεύουσα τάση, δηλαδή V1<V2.

Μετατροπέας-καταβαθμιστής: όταν N1>N2, ο συντελεστής μετατροπής n>1, η πρωτεύουσα τάση είναι μεγαλύτερη από τη δευτερεύουσα τάση, δηλαδή V1>V2

Μετατροπέας-απομόνωσης: όταν N1=N2, ο συντελεστής μετατροπής n=1, η πρωτεύουσα τάση είναι ίση με τη δευτερεύουσα τάση, δηλαδή V1 είναι ίση με V2.

Λειτουργικός μηχανισμός

Ο λειτουργικός μηχανισμός των μετατροπέων βασίζεται στον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Όταν ένα εναλλακτικό ρεύμα διαρρέει την πρωτεύουσα πλεξίδα, δημιουργεί ένα εναλλακτικό μαγνητικό πεδίο γύρω από την πλεξίδα. Αυτό το μαγνητικό πεδίο διαρρέει τη δευτερεύουσα πλεξίδα και επενδυναμώνει ένα ηλεκτροκινητικό δυναμικό (EMF) στη δευτερεύουσα πλεξίδα σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής του Faraday. Το μέγεθος του επενδυναμωμένου ηλεκτροκινητικού δυναμικού είναι ανάλογο με τον αριθμό των στροφών στην πλεξίδα, άρα:

Σχέση ρεύματος

Εκτός από τις αλλαγές στην τάση, οι μετατροπείς αλλάζουν επίσης το ρεύμα. Σύμφωνα με τον νόμο της ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής, το πρωτεύον ρεύμα I1 και το δευτερεύον ρεύμα I2

Η σχέση μεταξύ τους ακολουθεί τους παρακάτω κανόνες:

Αυτό σημαίνει ότι αν ο μετατροπέας είναι ένας μετατροπέας-αναβαθμιστής, το δευτερεύον ρεύμα θα μειωθεί· αν είναι ένας μετατροπέας-καταβαθμιστής, το δευτερεύον ρεύμα θα αυξηθεί.

Σχέση ισχύος

Ενδεικτικά, η εισερχόμενη ισχύς του μετατροπέα είναι ίση με την εξερχόμενη ισχύ (αγνοώντας την απώλεια):

Εφαρμογές

Ο συντελεστής μετατροπής των μετατροπέων έχει ευρεία φάσμα εφαρμογών, συμπεριλαμβανομένων, αλλά όχι μόνο, των παρακάτω:

•  Μεταφορά ισχύος: Στη διαδικασία μεταφοράς ισχύος, χρησιμοποιούνται μετατροπείς-αναβαθμιστές για να αυξήσουν την τάση και να μειώσουν την απώλεια ενέργειας στη γραμμή μεταφοράς· οι μετατροπείς-καταβαθμιστές χρησιμοποιούνται για να μετατρέψουν την υψηλή τάση ηλεκτρικής ενέργειας σε χαμηλή τάση ηλεκτρικής ενέργειας που είναι κατάλληλη για οικιακή και βιομηχανική χρήση.

• Κατανομή ισχύος: Σε ένα σύστημα κατανομής ισχύος, χρησιμοποιούνται μετατροπείς για να μετατρέψουν την τάση ενός υψηλής τάσης δικτύου σε τάση κατάλληλη για χρήση στο τοπικό δίκτυο.

• Βιομηχανικές εφαρμογές: Σε ποικίλα βιομηχανικά εξοπλισμό, χρησιμοποιούνται μετατροπείς για να μετατρέψουν την τάση του δικτύου σε τάση κατάλληλη για τη λειτουργία ενός συγκεκριμένου εξοπλισμού.

• Εργαστήρια και έρευνα: Σε εργαστήρια, χρησιμοποιούνται μετατροπείς για να παράγουν συγκεκριμένες τάσεις ή ρεύματα για να καλύψουν τις ανάγκες εργαστηριακών πειραμάτων.

Σχεδιασμός και επιλογή

Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού και επιλογής ενός μετατροπέα, πρέπει να ληφθούν υπόψη οι παρακάτω παράγοντες:

• Απαιτήσεις φορτίου: Επιλέξτε το κατάλληλο συντελεστή μετατροπής σύμφωνα με τις συγκεκριμένες απαιτήσεις του φορτίου, ώστε η εξερχόμενη τάση να είναι σύμφωνη με τις απαιτήσεις του φορτίου.

• Επίπεδο τάσης: Επιλέξτε τον αντίστοιχο μετατροπέα σύμφωνα με το επίπεδο τάσης του συστήματος ηλεκτροδότησης.

• Χωρητικότητα: Επιλέξτε την χωρητικότητα του μετατροπέα σύμφωνα με τις μέγιστες απαιτήσεις ισχύος του φορτίου.

• Απόδοση: Επιλέξτε έναν αποδοτικό μετατροπέα για να μειωθεί η απώλεια ενέργειας.

• Αξιοπιστία: Επιλέξτε υψηλής ποιότητας μετατροπείς για να εξασφαλίσετε μακροχρόνια σταθερή λειτουργία.