Rafmagnsþurrufjöll – Formúlur og jöfnur

Strengjar eru ein af algengustu tegundum rafmagnstæknar og þeir geta verið fyrir komnir í ýmsum notkunarmöguleikum innan sviðs rafverkfræðar, á meðal raforkukerfi. Því miður, í stöðu rafverkfræðings er oft nauðsynlegt að reikna ýmsar eiginleika strengjarsins til að skilgreina hvaða aðstæður hann virkur undir. Til að gera þetta, verður notuð venjulegar jöfnur, sem má sjá nefndar í kaflunum sem koma eftir í þessu innskrift.

Hvað er strengur?

Strengur er örugg rafmagnstæki sem er notað í raforkukerfi til að breyta spennaefni samkvæmt þörfum. Þetta gæti merkt aukningu eða minnka á spennu. Spenna og straumur geta breyst með strengju, en tíðni heldur sömu.

Missti strengjar

Strengur má flokka í eitt af þessum þremur flokkum eftir því hvernig hann virkar:

• Spennu er aukið frá lægra stigi með upphækkunarstreng, sem er talað um upphækkunarstreng.

• Spennustigi er lækkað með niðurhækkunarstreng, sem byrjar við hærri spennustigi.

• Afskildingarstrengur er tæki sem ekki breytir spennu, heldur gerir rafmagnskynning milli tveggja óháðra rafkerfa. Annar orðmynd fyrir hann er 1-til-1 strengur.

EMF-jafna strengjarins

Orðið „EMF-jafna strengjar“ viðtakast til að lýsa stærðfræðilegri formúlu sem ákvarðar gildi útbúa rafmagnsreikistigs (EMF) í snertingum strengjarins.

Jafnan fyrir rafmagnsreikistig snertingarinnar er eins og eftirtöld:

E1=4,44fϕmN1=4,44fBmAN1

Jafnan fyrir raufamagnsreikninginn í sekúndraflinu er eftirfarandi:

E2=4,44fϕmN2=4,44fBmAN2

Þar sem,

f – Frekvensi áræktunar,

ϕm – Höfundur flæði í kjarnanum,

Bm– Höfundur flæðitygð í kjarnanum,

A – Snertilsflatarmál kjarnans,

N1 og N2 – Fjöldi snúna í upprunalegu og sekúndraflinu.

Spennubreytingarhlutfall trafo

Spennubreytingarhlutfallið í trafo er skilgreint sem hlutfall milli fjölda spennuhringa á frumhlið (N1) og fjölda spennuhringa á afleiðuhlið (N2) trafo.

Spennubreytingarhlutfall=Spennuhringar á frumhlið (N1)/Spennuhringar á afleiðuhlið (N2)

Spenna-breytingarhlutfall trafo

Orðið „spenna-breytingarhlutfall“ viðtar samband milli úttaksspennu trafo (veiflustraumur, AC) og inntaksspennu trafo (veiflustraumur, AC). Það er táknað með K.

Spenna-breytingarhlutfall,

K=Úttaksspenna (V2)/Inntaksspenna (V1)

Straumabreytingarhlutfall trafo

Orðið „straumabreytingarhlutfall“ viðtar hlutfall úttaksstraums trafo, sem er straumur sem fer í gegnum afleiðuhringinn, og inntaksstraums trafo, sem er straumur sem fer í gegnum frumhringinn.

Straumabreytingarhlutfall,

K=Strömið í sekundarhringnum(I2)/Strömið í fyrstahringnum(I1)

Samhengi milli straumabreytingarhlutfalls, spennubreytingarhlutfalls og hringahlutfalls

Eftirfarandi formúla sýnir samhengið sem er á milli hringahlutfalls, spennubreytingarhlutfalls og straumabreytingarhlutfalls:

Hringahlutfall =N1/N2=V1/V2=I2/I1=1/K

Í þessu skilyrði er spennubreytingarhlutfallið margfaldast með straumabreytingarhlutfalli. Þetta er vegna þess að þegar umframlara hefur aukin spennu, lækkar hann sama tíma strauminn í sama hlutfalli til að halda magnætis styrk (MMF) í kjarnanum á jafntefnu.

Jákvæð MMF jafna

Magnætisstraumur merktur sem MMF. Ampere-hringunargjöld umframlara eru einnig kallað ferli MMF. Stofnunarsamfelldur magnætisflæði í kjarnanum af umframlara er búinn til af MMF. Hann er ákveðinn með því að margfalda fjölda hringana í hringuninni með straumnum sem fer gegnum hana.

Fyrsta hringun, MMF=N1I1

Annar legging, MMF=N2I2

Þar sem,

I1-Straum í fyrsta leggingu umspunningsstangsins

I2– Straum í önnur leggingu umspunningsstangsins

Jafngild viðbót í leggingum umspunningsstangsins

Koparþráður er oft notaður í byggingu bæði fyrsta og önnu leggingar umspunningsstangsins. Þar af leiðandi hafa þær markmiðaða viðbót, en þó svo sem sé lág. R1 er tákn sem notað er til að tákna viðbót fyrsta leggingarinnar, en R2 er tákn sem notað er til að tákna viðbót önnu leggingarinnar.

Ef skoðað er allt skipti umspunningsstangsins, hvort á fyrsta eða önnu hlið, er gefin jafngild viðbót legginganna í umspunningsstangi.

Þar af leiðandi má reikna jafngild viðbót legginganna á fyrsta hlið umspunningsstangsins svona:

R01=[R1+R′2]=[R1+(R2/K2)]

Jafnvel á hægri hlið trafo mun verða reiknað eins og eftirfarandi:

R02=[R2+R′1]=[R2+(R1K2)]

Þar sem,

R1 ′ stendur fyrir viðbótarstöðu fyrirspurnarins með tilliti til hægri hliðarinnar,

R2 ′ stendur fyrir viðbótarstöðu hægri hliðarinnar með tilliti til fyrirspurnarinnar,

R1 stendur fyrir viðbótarstöðu fyrirspurnarinnar,

R2 stendur fyrir viðbótarstöðu hægri hliðarinnar.

R01 þýðir ekki gildið á spönnunarafl tranformatorins viðmiðað til að hliðar og

R02 þýðir ekki gildið á spönnunarafl tranformatorins viðmiðað til annarrar hliðar.

Leakage Reactance of the Windings of the Transformer

Orðið „leakage reactance of the transformer windings“ viðvottast fyrir sveifluðu reaktansa sem myndast vegna lekks út af magnefsflæði í transformatorinum.

Með tilliti til aðalstraumslykkjunnar,

X1= E1/I1

Með tilliti til sekúndarstraumslykkjunnar

X2= E2/I2

Í þessari jöfnu,

X1 þýðir aðalstraumslykkju lekksreaktansa,

X2 þýðir sekundarvindingarlekkureaktans,

E1 þýðir sjálfspangandi spenna fyrir frumvindingu, og

E2 þýðir sjálfspangandi spenna fyrir sekundarvindingu.

Jafngild reaktans fyrir vindingarnar á spennubreytara

Heildarreaktansinn sem frum- og sekundarvindingarnar á spennubreytaranum færa til heildarreaktansins er kölluður jafngildi reaktans.

Jafngildi reaktans fyrir spennubreytara, eins og hann gildir fyrir frumhvili, er eins:

X01=[X1+X′2]=[X1+(X2/K2) ]

Jafngildi reaktans fyrir spennubreytara, eins og hann gildir fyrir sekundarhvili, er eins:

X02=[X2+X′1]=[X2+(K2X1)]

Í þessu jöfnunni,

X1‘ stendur fyrir sleppilagða reaktans hagnýjastrikkis á sekundarhliðinni, og

X2‘ stendur fyrir sleppilagða reaktans sekundarstrengs á hagnýjastrikkishliðinni.

Samtals spönnunarviðmið straumsins í trafo

Orðið „samtals spönnunarviðmið straumsins í trafo“ viðskiptir mótsögn sem er veitt af sameiningu straumsafnanna og sleppilagðrar reaktans.

Spönnunarviðmið hagnýjastrikkis í trafo sett fram sem

Z1=√R21+X21

Spönnunarviðmið sekundarstrengs í trafo sett fram sem

Z2=√R22+X22

Á stærðfræðilegri hlið spennubreytunar, reiknað er jafngildi viðbótar eins og eftirfarandi:

Z01=√R201+X201

Á sekundari hlið spennubreytunar, reiknað er jafngildi viðbótar eins og eftirfarandi:

Z02=√R202+X202

Jöfnur fyrir inntakspenna og úttakspenna spennubreytara

Í jafngildu rás spennubreytara er KVL-jafnan notuð til að fá spennujöfnur bæði fyrir inntakið og úttakið spennubreytara.

Jafnan fyrir inntakspennu spennubreytara má skrifa svona:

V1=E1+I1R1+jI1X1=E1+I1(R1+jX1)=E1+I1Z1

Jafn fyrir úttaksspanning transformer má skrifa svona:

V2=E2−I2R2−jI2X2=E2−I2(R2+jX2)=E2−I2

Tap á transformer

1). Tap í kjarnanum &

2). Tap í koparleiðunum

þá eru tvær mismunandi gerðir af tapum sem gætu orðið í trafo.

1). Kjarnatap

Hýsteressitapurinn ásamt straumtapanum í snertingum færast til samstarfsins í heildar kjarnatap í trafo, sem má skilgreina svona:

Kjarnatap=Ph+Pe

Undir slíkum aðstæðum kemur hýsteressitapurinn vegna magnettengda snúningar sem gerist í kjarnanum.

Hýsteressitap,Ph=ηB1.6maxfV

Auk þess kemur straumtapurinn í snertingum vegna straums í snertingum sem renn inn í kjarnann.

Straumtapur í snertingum,Pe=keB2mf2t2

Þar sem,

η – Steinmetz stuðullinn,

Bm– Hæsta flæðigreining yfir kjarnann,

Ke– Stöðugt straumafjöldi,

f – Tíðni magnflæðisbrotunar, og

V – Rúmmál kjarnans.

2). Straumtapur

Straumtapur koma til vegna þess að spennuskiptarhringir transformatorins hafa hátt viðmót.

Straumtapur=I21R1+I22R2

Spennuregulering á transformatorinum

Breyting úttaksspenna á transformatorinum frá lausum til fulls byrðu er lýst sem spennuregulering transformatorins, og mælst í hlutfalli við lausa spennu transformatorins.

Spennuregulering=(Lausa spenna - Fulla spenna)/Lausa spenna

Afköst transformatorins

Þáttur stækkaflar er skilgreindur sem hlutfall úttaksgjafa við inntaksgjafa.

Þáttur,η=Úttaksgjafi(Po)/Inntaksgjafi(Pi)

Þáttur,η=Úttaksgjafi/(Úttaksgjafi+Tap)

Þáttur stækkaflar við öllum hleðsluástandum

Eftirfarandi formúla er notuð til að ákveða þátt stækkaflar á ákveðinni raunverulegri hleðslu:

η= x × full load kVA×flæðistærð/(x × full load kVA×flæðistærð)+Tap

Daglegur þáttur stækkaflar

Daglegur þáttur stækkaflar er skilgreindur sem hlutfall úttaksorkunn (kWh) við inntaksorkunn (kWh) á 24 klst. tíma.

ηdagur=Úttaksorka í kWh / Inntaksorka í kWh

Skilyrði fyrir hámarkaþátt stækkaflar

Þegar kjarnatap og kopartap stækkaflarar eru jafnir, er þáttur stækkaflarar á hámarksstigi.

Til að ná hámarksþátti stækkaflarar

Tennspenna = Jafnspenna

Hámarksþrífni spennaþværanda samkvæmt hleðslustraumi

Hleðslustraumur (eða) sekúndarwindingsstraumur fyrir hámarksgóða þrífni spennaþværanda er gefinn með,

I2=√Pi/R02

Ályktun

Þessi grein hefur útskýrt mestu formúlurnar fyrir rafbikubrum, sem eru mjög mikilvægar fyrir allar námsmenn í rafmagnsverkfræði og alla starfsmenn í rafmagnsverkfræði.

Yfirlýsing: Respektið upprunalega, góðir ritgerðir eru til að deila, ef það er brot á réttindi vinsamlegast hafið samband til að eyða.