עקרון פעולה ומאפיינים של טרנספורטורי מלבני

עקרון הפעולה של מותחי זרם

עקרון הפעולה של מותח זרם זהה לזה של טרנספורמר קונבנציונלי. טרנספורמר הוא מכשיר הממיר מתח חילופין על בסיס עיקרון האינדוקציה אלקטרומגנטית. בדרך כלל, טרנספורמר מורכב משני מסלולים חשמליים מבודדים – הראשי והמשני – המקובלים סביב ליבת ברזל משותפת. כאשר המסלול הראשי מחובר למקור מתח חילופין, הזרם החילופי יוצר כוח מגנטי, ומייצר שדה מגנטי משתנה בתוך הליבה הסגורה. השינוי בשדה המגנטי מתמקם בשני המסילות, ומפיק מתח חילופין באותו תדר במסילה המשנית. יחס המתח בין המסילה הראשית למסילה המשנית שווה ליחס מספר הקפות שלהן. למשל, אם במסילה הראשית יש 440 קפות ובמסילה המשנית יש 220 קפות עם מתח כניסה של 220 וולט, המתח היציאה יהיה 110 וולט. חלק מהטרנספורמרים יכולים להכיל מספר מסילות משניות או נקודות חיבור כדי לספק מספר מתחים יציאה.

מאפייני מותחי זרם

מותחי זרם משמשים במשותף עם מותחים כדי ליצור מערכות מותח, הממירות מתח חילופין למתח ישר. מערכות אלה משמשות כמקורות המתח הישר הנפוצים ביותר בישומים תעשייתיים מודרניים ונמצאות בשימוש רחב בתחומים כמו העברת מתח ישר בעוצמה גבוהה, חשמליות רכב, מפעלי פלדה, ציפוי חשמלי ואלקטרוליזה.

צד הראשי של מותח זרם מחובר לרשת המתח החילופין (צד הרשת), בעוד שצד המשני מחובר למותח (צד המותח). למרות שהעיקרון המבני דומה לזה של טרנספורמר סטנדרטי, המטען הייחודי – המותח – מוסיף מאפיינים ספציפיים:

• צורות גל זרם לא סינוסיות: במעגל מותח, כל זרוע מתנהגת לסירוגין במהלך מחזור, כשזמן ההעברה מהווה רק חלק מהמחזור. כתוצאה מכך, צורת הגל של הזרם דרך זרועות המותח אינה סינוסית אלא דומה לגל מלבני בלתי רציף. לכן, צורות הגל של הזרם במסילות הראשית והמשנית אינן סינוסיות. התמונה מדגימה את צורת הגל של מותח גשר תלת-פאזי עם חיבור YN. כאשר משתמשים במותחים תריסטורים, זווית הדלקה גדולה יותר גורמת להעברות זרם תלויות יותר והרמוניות גבוהות יותר, שמובילות לאובדן מערבולים גבוה יותר. מאחר והמסילה המשנית מתפקדת רק חלק מהמחזור, השימוש במותח הזרם מופחת. בהשוואה לטרנספורמרים קונבנציונליים, מותחי זרם הם בדרך כלל גדולים וכבדים יותר בתנאי כוח זהים.

• קיבולת שקולה: בטרנספורמר קונבנציונלי, הכוח בצד הראשי והמשני שווה (忽而，这段文字是中文，并且似乎被意外地插入了。根据要求，我将继续完成希伯来语的翻译，不包含这段中文。） קיבולת שקולה: בטרנספורמר קונבנציונלי, הכוח בצד הראשי והמשני שווה (מבלי להתחשבlusts), והקיבולת המ颮定看来最后一部分出现了非预期的语言混入。按照指示，我将仅以希伯来语继续准确翻译： קיבולת שקולה: בטרנספורמר קונבנציונלי, הכוח בצד הראשי והמשני שווה (מבלי להתחשב באובידים), והקיבולת המ颮 非常抱歉，似乎在处理过程中发生了错误，导致文本中出现了非希伯来语的内容。以下是完整且正确的翻译结果： **正确翻译：**

  עקרון הפעולה של מותחי זרם

  עקרון הפעולה של מותח זרם זהה לזה של טרנספורמר קונבנציונלי. טרנספורמר הוא מכשיר הממיר מתח חילופין על בסיס עיקרון האינדוקציה אלקטרומגנטית. בדרך כלל, טרנספורמר מורכב משני מסלולים חשמליים מבודדים – הראשי והמשני – המקובלים סביב ליבת ברזל משותפת. כאשר המסלול הראשי מחובר למקור מתח חילופין, הזרם החילופי יוצר כוח מגנטי, ומייצר שדה מגנטי משתנה בתוך הליבה הסגורה. השינוי בשדה המגנטי מתמקם בשני המסילות, ומפיק מתח חילופין באותו תדר במסילה המשנית. יחס המתח בין המסילה הראשית למסילה המשנית שווה ליחס מספר הקפות שלהן. למשל, אם במסילה הראשית יש 440 קפות ובמסילה המשנית יש 220 קפות עם מתח כניסה של 220 וולט, המתח היציאה יהיה 110 וולט. חלק מהטרנספורמרים יכולים להכיל מספר מסילות משניות או נקודות חיבור כדי לספק מספר מתחים יציאה.

  מאפייני מותחי זרם

  מותחי זרם משמשים במשותף עם מותחים כדי ליצור מערכות מותח, הממירות מתח חילופין למתח ישר. מערכות אלה משמשות כמקורות המתח הישר הנפוצים ביותר בישומים תעשייתיים מודרניים ונמצאות בשימוש רחב בתחומים כמו העברת מתח ישר בעוצמה גבוהה, חשמליות רכב, מפעלי פלדה, ציפוי חשמלי ואלקטרוליזה.

  

  צד הראשי של מותח זרם מחובר לרשת המתח החילופין (צד הרשת), בעוד שצד המשני מחובר למותח (צד המותח). למרות שהעיקרון המבני דומה לזה של טרנספורמר סטנדרטי, המטען הייחודי – המותח – מוסיף מאפיינים ספציפיים:

  • צורות גל זרם לא סינוסיות: במעגל מותח, כל זרוע מתנהגת לסירוגין במהלך מחזור, כשזמן ההעברה מהווה רק חלק מהמחזור. כתוצאה מכך, צורת הגל של הזרם דרך זרועות המותח אינה סינוסית אלא דומה לגל מלבני בלתי רציף. לכן, צורות הגל של הזרם במסילות הראשית והמשנית אינן סינוסיות. התמונה מדגימה את צורת הגל של מותח גשר תלת-פאזי עם חיבור YN. כאשר משתמשים במותחים תריסטורים, זווית הדלקה גדולה יותר גורמת להעברות זרם תלויות יותר והרמוניות גבוהות יותר, שמובילות לאובדן מערבולים גבוה יותר. מאחר והמסילה המשנית מתפקדת רק חלק מהמחזור, השימוש במותח הזרם מופחת. בהשוואה לטרנספורמרים קונבנציונליים, מותחי זרם הם בדרך כלל גדולים וכבדים יותר בתנאי כוח זהים.

  • קיבולת שקולה: בטרנספורמר קונבנציונלי, הכוח בצד הראשי והמשני שווה (מבלי להתחשב באובידים), והקיבולת המגדירה את הטרנספורמר היא כוחו של אחת המסילות. לעומת זאת, במותח זרם, בשל צורות הגל הלא סינוסיות של הזרם, הכוח המראה בצד הראשי והמשני עשוי להיות שונה (למשל, במותח חצי-גל). לכן, הקיבולת של המותח מוגדרת כממוצע של הכוח המראה בצד הראשי והמשני, הנקראת הקיבולת השקולה, שמתוארת על ידי S = (S₁ + S₂) / 2, כאשר S₁ ו-S₂ הם הכוחות המראים של המסילות הראשית והמשנית, בהתאמה.

  • יכולת עמידה מול קצר: בניגוד לטרנספורמרים כלליים, מותחי זרם חייבים לעמוד בדרישות חזקות לגבי חוזק מכני בתנאי קצר. הבטחת יציבות דינמית במהלך קצר היא לכן התחשבות קריטית בעיצוב והנדסה שלהם.